Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Факультет МСФ

Кафедра «Детали машин ПТМ и М»

Расчетно-графическая работа

По дисциплине механика

Тема: «Привод конвейера»

Исполнитель: студент, ЭФ группы 10604215

Казанцев Иван Андреевич

Руководитель проекта: доцент Статкевич Александр Михайлович

Минск 2016

СОДЕРЖАНИЕ

1	Введение	4
2	Кинематический расчёт привода	6
2.1	Выбор электродвигателя	6
2.2	Назначение передаточных чисел	7
2.3	Расчет нагрузочных и кинематических характеристик привода	7
3	Расчет передач привода	9
3.1	Расчет зубчатой передачи	9
3.1.1	Выбор материала и определение допускаемых напряжений зубчатых колес	9
3.1.2	Определение допускаемых напряжений изгиба	10
3.1.3	Проектировочный расчет зубчатой передачи	11
3.1.4	Проверочный расчет передачи на контактную усталость	14
3.1.5	Проверочный расчет передачи на изгибную усталость	16
3.2	Расчет цепной передачи	18
4	Проверочный расчет на ЭВМ	24
5	Список используемой литературы	25

1. Введение

Привод это устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин. Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно или с помощью дополнительных устройств. Передача энергии непосредственно от двигателя возможна в случаях, когда частота вращения вала машины совпадает с частотой вращения двигателя. В остальных случаях применяют механические передачи (зубчатые, червячные, цепные, ременные, и др.).

Редуктор  это механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Зубчатые передачи.

Различают два вида зубчатых передач – закрытые и открытые.

Закрытые, заключенные в отдельный корпус или встроенные в машину. Проектировочный расчет их выполняют на выносливость по контактным напряжениям во избежание усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Также выполняют проверочный расчет на выносливость зубьев по напряжениям изгиба для предотвращения усталостного разрушения зубьев.

Открытые зубчатые передачи рассчитывают на выносливость по напряжениям изгиба с учетом износа зубьев в процессе эксплуатации. В этом

случае нет необходимости проверять выносливость поверхностей зубьев по контактным напряжениям.

Привод состоит из редуктора и цепной передача, расположенной горизонтально.

Классификация редуктора:

1. по типу передачи: зубчатый;

2. по числу ступеней: одноступенчатый;

3. по типу зубчатых колес: цилиндрический;

4. по относительному расположению валов редуктора в пространстве: горизонтальный;

2. Кинематический расчет привода

2.1 Выбор электродвигателя

1)Общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

где – КПД муфты, = 0,98; (табл. 1.1 [2])

– КПД цепной передач, = 0,94;

– КПД зубчатой передачи, = 0,97;

– КПД поликлиновой передачи, = 0,99;

=0,94·0,99²·0,97·0,98=0,867

2) Расчетная требуемая мощность двигателя:

Р_т.р.=Р_вых /

где Р_вых =4,15 кВт;

P_тр= 4,15/0,867 = 4,7866 кВт

3) Определяем требуемое число оборотов двигателя:

где - число оборотов двигателя,

- передаточное число редуктора, =5,

- передаточное ременной передачи, =2,223, подбираем по стандартному ряду:

об/мин

4) По данным таблицы П1 приложения принимаем (стр.390)[2]:

электродвигатель 4А112M4M4У3, у которого:

- мощность двигателя, 5,5 кВт,

- синхронная частота вращения, 1500 об/мин,

S = 3,7 % - коэффициент скольжения.

5) По формуле 1.3 главы 1[2] определяем частоту вращения у нагруженного ротора:

n_дв=n_с(1-S);

n_дв=1500(1- 0,037)= 1444,5 об/мин;

2.2 Назначение передаточных чисел

1)Определим общее передаточное число редуктора:

u_общ=n_дв/n_вых;

u_общ=1445/130=11,115;

2) Уточняем передаточное число ременной передачи:

U_цп= u_общ/u_ред.;

U_цп=11,115/5 = 2,223

3) Тогда получаем:

передаточное число редуктора равно, =5,

передаточное число ременной передачи, u_цп= 2,223

2.3 Расчет нагрузочных и кинематических характеристик

Силовые (мощность и вращающий момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах из требуемой (расчетной) двигателя и его номинальной частоты вращение при установившемся режиме.

Рассмотрим силовые и кинематические характеристики для каждого элемента привода

1) Число оборотов валов

n₁= n_дв = 1445 об/мин

n₂= n₁/u_ред = 1445/5= 289 об/мин

n₃= n₂/u_цп =289/2,223 = 130 об/мин

n₄= n₃= 130 об/мин

2) Мощности на валах

P₁ = P_тр = 4,7866 кВт

P₂ = P_{1 *} η_{цп *} η_пп = 4,787*0.94*0.99 = 4,455кВт

P₃ = P_{2 *} η_зп= 4,455*0.97=4,321 кВт

P₃’ = P_м = P_{3 *} η_м = 4,321*0,98 =4,23458 кВт

P_вых = P_{м *} η_{пп *} η_цп = 4, 23458 *0,99 *0,94=3,94кВт

3) Угловая скорость валов

ω₁ = π _* n₁ /30 =3.14* 1445/ 30 =151.2 рад/с

ω₂ = π _* n₂ /30 =3.14* 289/ 30 =30,249 рад/с

ω₃ = ω₃` = ω_м = π _* n₃ /30 =3.14* 130/ 30 =13,607 рад/с

4) Крутящие моменты на валах

Т₁ = P₁ / ω₁ =4786,6/151,24=31.649 н_*м

Т₂ = P₂ /ω₂ =4455/30,249 =147,28 н_*м

Т₃ = P₃ / ω₃=4321/13,607=317,56 н_*м

Т_м = P₃` / ω₃=4278/13,607=314,397 н_*м

Т₃` = P<sub>вых</sub> / ω<sub>3</sub>` =3981,1/13,607=292,58 н_*м

Номер вала	n, мин-1	P, кВт	Т, Н ∙ м
1	1455	6,62	43,46
2	363,75	6,4	42,03
3	363,75	6,2	162,86
3,	363,75	6,14	161,3
вых	215	5,66	251,5