ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Спроектировать привод к ленточному конвейеру по схеме (рис. 1).

Рис. 1 Схема привода ленточного конвейера

Мощность на ведомой звездочке цепной передачи P₃ = 2 кВт и угловая скорость этой звездочки ω₃ = 5.98 рад/с. Принять срок службы привода 5 лет и его рабочую нагрузку постоянной.

Представить:

• пояснительную записку с полным расчетом привода;

• три листа чертежей:

1) сборочный чертеж зубчатого цилиндрического одноступенчатого редуктора (формат А1);

2) рабочие чертежи деталей редуктора – ведомого зубчатого колеса (формат А3) и тихоходного вала (формат А3);

3) чертеж общего вида привода (формат А1);

• 3D модель привода конвейера, созданную либо в Autodesk Inventor либо в NX.

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих отраслей многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности - основные задачи конструкторов-машиностроителей. Одним из направлений решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших технических учебных заведений.

Выполнение этого курсового проекта завершает общетехнический цикл подготовки студентов. Эта наша первая самостоятельная творческая инженерная работа, при выполнении которой мы активно используем знания из ряда пройденных дисциплин: сопротивления материалов, технологии металлов, взаимозаменяемости и др.

Объектами курсового проектирования являются обычно приводы различных машин и механизмов (например, ленточных и цепных конвейеров, индивидуальные, испытательных стендов), использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения. Конструирование – это творческая задача. Известно, что каждая конструкторская задача имеет несколько решений. Важно по определенным критериям сопоставить конкурирующие варианты и выбрать один из них – оптимальный для данных конкретных условий.

Рекомендации по конструированию сопровождаются анализом условий работы узлов и деталей, их обработки и сборки. При выполнении курсового проекта мы должны последовательно пройти от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи в создании машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

Цель работы − проектирование привода к ленточному конвейеру.

Конвейер предназначен для транспортирования сухих сыпучих материалов. Привод состоит из электродвигателя и цилиндрического одноступенчатого редуктора. Также в состав привода входят соединительные муфты, барабан и лента конвейера. Электродвигатель и редуктор установлены на общей сварной раме.

I кинематический расчет привода

1.1 Подбор электродвигателя:

Требуемая мощность электродвигателя:

кВт,

где η − КПД привода,

η = η_ЗЦ ∙ η_П = 0,95∙ 0,97 = 0,92 ,

где η_П= 0,97 – КПД ременной передачи.

η_ЗЦ = 0,95 − КПД зубчатой прямозубой передачи.

Требуемая частота вращения электродвигателя:

n_Этр = n_вщ ∙ u_OP = 75 ∙ 9 =675 об/мин,

где об/мин − частота вращения вала конвейера;

u_OP − ориентировочное передаточное число привода,

u_OP = u_ЗЦ ∙ u_П = 3 ∙ 3 = 9,

где u_ЗЦ = 3 − передаточное число зубчатой цилиндрической передачи;

. u_П = 3 – передаточное число ременной передачи.

Выбираем из каталога асинхронный закрытый электродвигатель серии 132 М8/720 мощностью Р_Э = 2,2 кВт и частотой вращения n_Э = 700 об/мин.

1.2 Определение частоты вращения валов привода:

Определим частоту вращения всех валов привода, начиная от вала электродвигателя.

1 вал (вал э/двигателя + быстроходный вал ременной передачи +быстроходный вал редуктора ):

n₁ = n_Э = 720 об/мин.

2 вал (тихоходный вал редуктора):

об/мин.

1.3 Определение вращающего момента на валах привода:

Вращающие моменты определяются в обратном порядке, начиная от вала конвейера.

2 вал (тихоходный вал редуктора + вал барабана конвейера):

Н∙м.

2 вал (вал э/двигателя + быстроходный вал ременной передачи +быстроходный вал редуктора):

Н∙м.

II расчет цилиндрической прямозубой передачи

а) б)

Рис. 2.1 Схема цилиндрической передачи:

а) прямозубой; б) косозубой

1 – шестерня 2 – колесо

Примечание: Далее в тексте все размеры, относящиеся к шестерне, обозначаются подстрочным индексом 1, а к колесу – индексом 2.

Исходные данные:

Передаточное число u = 3,89.

Вращающий момент на колесе Т₂ =84 Н∙м.

Частота вращения колеса n₂ = 233,3 об/мин.

2.1 Выбор материалов для шестерни и зубчатого колеса колеса:

Для шестерни и зубчатого колеса используем материал сталь 40Х, термическая обработка – улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности 48…53 HRC.

2.2 Расчет допускаемых напряжений:

Допускаемое контактное напряжение:

[σ]_H = 14·HRC_ср+170=14·47,5+170=835 МПа

Допускаемое напряжение изгиба:

[σ]_F = 370 МПа

2.3 Определение основных размеров и характеристик передачи:

Межосевое расстояние:

м = 80 мм,

где К_а = 4950 для прямозубых колес;

[σ]_H – в Па;

ψ_a = 0,4..0,5 – при симметричном расположении опор (одноступенчатый редуктор);

Принимаем a_W = 140 мм.

Предварительные основные размеры колеса:

Делительный диаметр мм

Ширина колеса мм,

Ширина шестерни мм.

Модуль передачи:

м,

где K_m = 6,6 – для прямозубых колес;

[σ]_F – в Па;

Принимаем m = 1мм

Суммарное число зубьев:

,

где - действительное значение угла наклона зубьев

Число зубьев:

• шестерни

Z_1min = 17 для прямозубых колес. Условие выполняется.

• колеса

Фактическое передаточное число:

Диаметры колес (рис.2.2):

Делительные диаметры:

мм;

мм.

Рис. 2.2 Размеры колеса

Диаметры окружностей вершин:

мм;

мм.

Диаметры окружностей впадин:

мм;

м м.

Силы в зацеплении:

• окружная Н

где d₂ – в м;

• радиальная Н;

• осевая Н;

Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба:

Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса, Па:

МПа

• в зубьях шестерни:

МПа

где K_Fα = 1 – для прямозубых колес;

Y_F1 = 3,682 ; Y_F2=3,6 – коэффициенты формы зуба;

K_FV =1 – коэффициент динамической нагрузки.

Проверка зубьев по контактным напряжениям:

МПа,

где K_Hα = 1; K_H = 3,2 · 10⁵; K_H=1,17 – для прямозубых колес