МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гродненский государственный аграрный университет»

Инженерно-технологический факультет

Кафедра технической механики и материаловедения

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА К ШНЕКУ-СМЕСИТЕЛЮ

Курсовой проект

по дисциплине «Прикладная механика»

Специальность 1-49 01 02 Технология хранения и переработки пищевого

животного сырья

Специализация 1-49 01 02 02 Технология молока и молочных продуктов

Руководитель проекта ассистент кафедры ТМиМ

Выполнил студент 2 курса 3 группы

А.В. Потеха

Я.Э. Рутковская

«

»

2015 г.

«

»

2015 г.

Гродно, 2015

Содержание

Введение 3

1 Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода 4

2 Расчет клиноременной передачи 9

3 Расчёт закрытой косозубой зубчатой передачи 14

4 Предварительный расчет валов редуктора и выбор подшипников 25

5 Конструирование зубчатых колес 30

6 Конструирование корпуса редуктора 33

7 Эскизная компоновка редуктора 36

8 Нагрузки валов редуктора 39

9 Проверочный расчет подшипников 41

10 Конструирование валов 54

11 Проверочные расчеты 59

12 Выбор посадок для основных соединений редуктора 69

13 Выбор сорта масла 70

14 Выбор муфты 71

15 Сборка и регулировка редуктора 72

Список информационных источников 74

Введение

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

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

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники, муфты и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного задания. Наиболее распространены горизонтальные редукторы. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми и круговыми зубьями. Корпус чаще всего выполняют литым чугуном, реже сварным стальным. Валы монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной или вертикальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.

Спроектированный в настоящем курсовом проекте редуктор соответствует условиям технического задания.

Конструкция редуктора отвечает требованиям техническим и сборочным. Конструкции многих узлов и деталей редуктора учитывают особенности крупносерийного производства.

Привод состоит из электродвигателя, цилиндрического косозубого редуктора; клиноременной открытой передачи; монтируется привод на общей раме. С помощью муфты вал электродвигателя соединяется с валом цилиндрического косозубого редуктора. В целях безопасности клиноременная передача имеет кожух. В обязательном порядке привод заземляется.

1 Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода

1.1 Исходные данные к курсовому проекту

Вариант исходных данных – 01:

1) Тяговая сила цепи F = 1,3 кН.

2) Скорость перемещения смеси ʋ = 3,4 м/с.

3) Наружный диаметр шнека D = 525 мм.

4) Срок службы привода – 9 лет.

5) Режим работы двухсменный.

6) Валы установлены на подшипниках качения.

Схема привода (№ 85) шнека - смесителя приведена на рисунке 1.1.

1 – двигатель; 2 – муфта; 3 – цилиндрический редуктор; 4 –клиноременная передача; 5 – шнек

Рисунок 1.1 – Схема привода

1.2 Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависят конст-руктивные и эксплуатационные характеристики машины и её привода. Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а её частота вращения – от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

Определяем требуемую мощность рабочей машины P_рм [1, с. 41]

P_рм = F ⋅ υ = 1,3 ⋅ 3,4 = 4,42 (кВт), (1.1)

где F – сила (тяговая сила цепи), F = 1,3 кН;

υ – скорость цепи, υ = 3,4 м/с.

Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода [1, с. 41 ]

η_общ = η_з.п. ⋅ η_о.п ⋅ η_м. ⋅η_п.к.³ , (1.2)

где η_з.п – коэффициент полезного действия закрытой передачи, принимаем η_з.п. = 0,96 [1, табл. 2.2, с.41];

η_о.п – коэффициент полезного действия открытой передачи, принимаем η_о.п = 0,97 [1, табл. 2.2, с.41];

η_м. – коэффициент полезного действия муфты, принимаем η_м. = 0,98 [1, табл. 2.2, с.41];

η_п.к. – коэффициент полезного действия пары подшипников качения, при-нимаем η_п.к. = 0,99[1, табл. 2.2, с.41] .

η_общ = 0,96 ⋅ 0,97 ⋅ 0,98 ⋅ 0,99³ = 0,885.

Определяем требуемую мощность двигателя P_дв [1, с.42]

(кВт). (1.3)

Определяем номинальную мощность двигателя P_ном . Значение номинальной мощности выбираем по величине, большей, но ближайшей к требуемой мощности P_дв [1, с.42]

P_ном ≥ P_дв . (1.4)

Выбираем двигатель – асинхронный короткозамкнутый трехфазный се-рии 4А общепромышленного применения с номинальной мощностью P_ном = 5,5 кВт [1, табл. К9, с. 406].

Проверяем условие (1.4)

5,5 кВт > 4,994 кВт,

условие выполняется.

Для расчета рассмотрим двигатели с различными синхронными часто-тами вращения: 3000, 1500, 1000, 750 об/мин. Синхронную и номинальную частоты вращения для выбранных электродвигателей сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Синхронная и номинальная частота вращения двигателей

Двигатель	Синхронная частота, об/мин	Номинальная частота, об/мин
4АМ100L2У3	3000	2880
4АМ112M4У3	1500	1445
4АМ132S6У3	1000	965
4АМ132М8У3	750	720