Министерство по образованию и науке РФ

ГОУ ВПО

Тульский государственный университет

Кафедра «ПМДМ»

Приводная станция подвесного конвейера.

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

КПДМОК 02.09.01.00.000 ПЗ

Выполнил:

Руководитель:

Тула 2013

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Кинематический расчет привода………………………………………….4

   1. Подбор электродвигателя для привода………………………………..5

   2. Расчет крутящих моментов на валах привода……………..………….7

   3. Расчет частот вращения валов привода……………………………….7

2. Эскизное проектирование зубчатого редуктора.……………..…………8

   1. Проектирование конической зубчатой передачи одноступенчатого редуктора………………………………………………………….……8

   2. Проектный расчет валов редуктора…………………..………….….12

   3. Предварительный выбор подшипников качения для валов редуктора………………………………………………………………14

   4. Расчет зазоров между внутренними элементами редуктора……….15

3. Проектирование открытой передачи…………………………………….16

4. Подбор соединительной муфты……………………………………….. ..20

5. Проверочные расчеты валов редуктора…………………………………22

   1. Разработка расчетных схем валов редуктора……………………..22

   2. Определение сил-реакций опор валов .

Определение опасных сечений на валах..……………………….....24

3. Определение коэффициента запаса усталостной выносливости…28

1. Проверочные расчеты подшипников качения………………………...30

2. Проектирование соединений вал – ступица…………………...……….32

3. Проектирование корпуса редуктора и его системы смазки…..………33

4. Проектирование приводного вала……………………………...………36

Заключение……………………………………………………………..........…38

Список литературы………………………………………………………..…….39

Приложения……………………………………………………………………...40

Введение

В данном курсовом проекте разрабатывается приводная станция подвесного конвейера, в состав которого входят электродвигатель, закрытая зубчатая передача (конический редуктор), крутящий момент на который передают с вала электродвигателя через упругую муфту со звёздочкой. С выходного вала редуктора крутящий момент передается на открытую зубчатую передачу, а от нее уже - на рабочую машину.

Электродвигатель в нашем случае - универсальный источник энергии, который задает движение всему механизму, необходимое для работы приводной станции подвесного конвейера.

Упругая муфта предназначена для передачи частоты вращения и крутящего момента от электродвигателя к входному валу редуктора.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.

Редуктор предназначен для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Открытая зубчатая передача, также как и редуктор, предназначена для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента вала рабочей машины по сравнению с выходным валом редуктора.

Целями данного курсового проекта являются

1. применение на практике знаний, полученных при изучении общеобразовательных дисциплин (математика, физика);

2. закрепление знаний по курсам теоретической механики, сопротивления материалов, материаловедения, метрологии.

3. подведение итогов по курсу ДМиОК.

1. Кинематический расчет привода.

Срок службы привода определяется по формуле

L_h = 365L_ГК_Гt_cL_cK_c

где L_Г = 4 года – срок службы привода;

К_Г – коэффициент годового использования;

К_Г = 300/365 = 0,82

где 300 – число рабочих дней в году;

t_c = 8 часов – продолжительность смены;

L_c = 2 – число смен;

К_с = 1 – коэффициент сменного использования.

L_h = 365·4·0,82·8·2·1 = 19200 часа

С учетом времени затрачиваемого на ремонт, профилактику и т.п. принимаем ресурс привода 16 ·10³ часов.

Таблица 1.1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

Место установки	Lг	Lс	tс	Lh	Характер нагрузки	Режим работы
Заводской цех	4	2	8	16000	С малыми колебаниями	Реверсивный

1.1 Подбор электродвигателя для привода

Требуемая мощность рабочей машины

Р_рм = Fv = 5,2·0,55 = 2,86 кВт

Общий коэффициент полезного действия

η = η_мη_зпη_опη_пк²η_пс,

где η_м = 0,98 – КПД муфты ,

η_зп = 0,96 – КПД закрытой зубчатой конической передачи,

η_оп = 0,94 – КПД открытой зубчатой цилиндрической передачи,

η_пк = 0,995 – КПД пары подшипников качения,

η_пс = 0,99 – КПД пары подшипников скольжения,

η = 0,98·0,96·0,94·0,995²·0,99 = 0,867.

Требуемая мощность двигателя

Р_тр = Р_рм/η = 2,86/0,867 = 3,30 кВт.

Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т. п.

Ближайшая большая номинальная мощность двигателя 4,0 кВт

Определение передаточного числа привода и его ступеней

Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин.

Таблица 1.2

Выбор типа электродвигателя

Вариант	Двигатель	Мощность	Синхронная частота вращения, об/мин	Номинальная частота вращения
1	4А100S2	4,0	3000	2880
2	4A100L4	4,0	1500	1430
3	4A112MB6	4,0	1000	950
4	4A132S8	4,0	750	720

Частота вращения рабочего вала привода

n_рм = 6·10⁴v/(zp) = 6·10⁴·0,55/(7·80) = 59 об/мин

Общее передаточное число привода

u = n₁/n_рм

где n₁ – частота вращения вала электродвигателя.

Так как габариты открытой передачи должны получиться достаточно большими (чтобы рабочий вал не задевал редуктор), передаточное число ее должно быть большим, поэтому принимаем предварительно для открытой передачи u₂ = 6, тогда для закрытой конической передачи

u₂ = u/u₁ = u/6

Таблица 1.3

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	48,8	24,2	16,1	12,2
Редуктора	6	6	6	6
Открытой передачи	8,1	4,03	2,68	2,0

Анализируя полученные значения передаточных чисел приходим к следующим выводам: вариант 1 исключаем из-за того, что передаточное число редуктора выходит за рекомендуемые пределы. Электродвигатель с числом оборотов 750 не рекомендуется применять из-за больших габаритов, окончательно делаем выбор в пользу варианта 3 с электродвигателем 4A112МB6, так как в этом случае можно принять ближайшее стандартное значение передаточного числа конической передачи u₁=2,8.

Электродвигатель 4А112MВ6:

мощность - 4,0 кВт,

синхронная частота – 1000 об/мин,

рабочая частота 950 об/мин.

Общее передаточное число привода

u = n₁/n_рм = 950/59 = 16,1

принимаем для конической передачи u₁ = 2,8, тогда для открытой передачи

u₂ = u/u₁ = 16,1/2,8 = 5,75