РСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Московский политехнический университет»

Кафедра Техническая механика_ ________________________________________________________________

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ СТУДЕНТА для выполнения курсового проекта
по дисциплине «Основы проектирования деталей и узлов машин» _________________________________________________________________
Студент Группа	Колесова Н.Б. 181-201
Руководитель работы	к.т.н., доцент Петракова Екатерина Алексеевна
Оценка работы	_____________
Руководитель работы Дата	________	«___» ___________

МОСКВА 2020

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Московский политехнический университет»

Кафедра Техническая механика

Курсовой проект Расчетно-пояснительная записка

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «Основы проектирования деталей и узлов машин»

НА ТЕМУ: «Привод ленточного конвейера (транспортера)»

Студент Колесова Н.Б.

Группа 181-201

Руководитель проекта. к.т.н., доцент

Петракова Екатерина Алексеевна

ДОПУСКАЕТСЯ К ЗАЩИТЕ

Руководитель проекта ___________________________

Оценка работы ____________________________

Дата «____»______________

МОСКВА 2020

Содержание

Исходные данные для расчета привода ленточного конвейера с прямозубым цилиндрическим редуктором и клиноременной передачей………………........4

Введение…………………………………………………………………………...5

Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя……....5

Расчет редуктора……………………………………………………………..……7

Проверочный расчет передачи на контактную прочность…………………....13

Проверочный расчет зубьев на изгиб…………………………………………..14

Расчет на кратковременные перегрузки..............................................................16

Проектирование быстроходного вала……………………………………..…...17

Проектирование тихоходного вала………………………………………..…....19

Выбор материалов для изготовления валов……………………………………21

Составление расчетных схем валов…………………………………….……....23

Проверочный расчет тихоходного вала на статическую прочность

и усталостную выносливость ………………………………………….…….....24

Определение внутренних геометрических размеров зубчатого колеса...…....35

Расчет клиноременной передачи……………………………………………….37

Расчет подшипников качения для валов редуктора…………………….…..…45

Расчет подшипников тихоходного вала………………………………..….…...49

Расчет подшипников быстроходного вала…………………………….…….....50

Подбор шпонок и их проверочный расчет……………………………..….…...52

Выбор смазки и уплотнительных устройств……..……………………………53

Корпусные детали……………………………...………………………………..54

Ориентировочные размеры привертных крышек подшипников……………..56

Список литературы……………………………………………………………...57

Исходные данные для расчета привода ленточного конвейера (транспортера) с прямозубым цилиндрическим редуктором и клиноременной передачей

Задание: Рассчитать привод ленточного конвейера (транспортера) с прямозубым цилиндрическим редуктором по следующим данным:

• Окружное усилие на ведущем барабане конвейера F_t = 1200 Н

• Скорость ленты конвейера (скорость на барабане) V = 1,9 м/с

• Диаметр барабана D_бар = 0,3 м

• Время работы в сутки:

t_сут= 10 час,

t = 7 час,

= t_сут – t = 3 час.

• Отношение =0,85 ; Т_пуск=1,5Т (К_пуск = )

Рис. 1. Суточный график нагрузки.

Введение

Привод ленточного конвейера состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, одноступенчатого цилиндрического редуктора, комбинированной муфты и приводного барабана конвейера. В качестве электродвигателя чаще всего применяются трёхфазные асинхронные электродвигатели переменного тока серии АИР. Комбинированная муфта состоит из компенсирующей муфты (например, МУВП) и предохранительной муфты (например, муфта с разрушающимся элементом или фрикционная муфта).

Кинематический и силовой расчёт привода.

Выбор электродвигателя

1. Частота вращения барабана конвейера:

= (60*1,9)/(3,14*0,3) = 121,1 мин^-1

2. Мощность на приводном валу конвейера:

Р_потр = =1200*1,9/1000 = 2,28 кВт

3. Мощность на валу электродвигателя:

Р_{эл.двиг. потр} = =

где η_общ = η_{кл. рем} ∙ η³_подш ∙ η_зац ∙ η_муфты

При средних значениях этих величин (η_{кл. рем}=0,96, η_подш=0,99, η_зац=0,97, η_муфты=0,99) можно принимать η_общ=0,895.

Выбираем по каталогу (табл. 1) электродвигатель 4А100S4, удовлетворяющие по мощности , т.е. с мощностью Р=3 кВт.

Рекомендуется выбирать электродвигатель с синхронной частотой вращения п_{эл.двиг}=1500 мин ^-1

Мощ­ность PкВт	Синхронная частота вращения вала двигателя, n мин1
	1500		1000
	Типо­размер	Асинх­ронная частота враще­ния, мин-1	Типо­размер	Асинх­ронная частота враще­ния, мин-1
2,2	90L4	1395	100L6	945
3	100S4	1410	112МА6	950
4	100L4	1410	112МВ6	950
5,5	112М4	1432	132S6	960
7,5	132S4	1440	132М6	960
Примечание. Пример условного обозначения двигателя: «Двигатель АИР 100L4 »

Таблица 1

Технические данные электродвигателей серии АИР

4. Передаточные числа привода и редуктора.

Передаточное число привода (общее передаточное число):

U_{привода} = =1410/121,1 = 11,64

где n_{эл.двиг.асинхр.}- асинхронная частота вращения эл. двигателя мин^-1.

U_{привода} = U_ред ∙ U_кл.рем

где U_ред – передаточное число редуктора,

U_кл.рем– передаточное число клиноременной передачи.

Передаточное число одноступенчатого редуктора задают в пределах от 2 до 8 по стандартному ряду.

Стандартный ряд передаточных чисел редуктора:

…..3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1; 8.

Задаем передаточное число редуктора из стандартного ряда U_ред= 3,15 и вычисляем передаточное число клиноременной передачи:

U_кл.рем.= =11,64/3,15=3,7

Передаточное число клиноременных передач должно быть в пределах 2…4.

Проверка:

при заданном передаточном числе редуктора U_ред= _{3,15 ,} передаточное число клиноременной передачи U_кл.рем находится в пределах 2….4.

5. Частоты вращения валов:

п₀ = п_{эл.двиг.асинхр.} = 1410 мин ^-1

п₁ = = 1410/3,7 =381,081 мин ^-1

п₂ = = 381,081/3,15 = 120,978 мин ^-1

п₃ = п₂ = 120,978 мин ^-1

6. Мощности на валах:

Р₀ = Р_{эл.двиг.потр} = 2,6 кВт

Р₁ = Р₀ · η_кл.рем · η_подш = 2,6*0,96*0,99 = 2,47 кВт

Р₂ = Р₁ · η_зац · η_подш = 2,47*0,97*0,99 = 2,37 кВт

Р₃ = Р₂ · η_муф · η_подш = 2,37*0,99*0,99 = 2,32 кВт

7. Вращающие моменты на валах:

Т₀ = 9550 = 9550*2,6/1410 = 17,6 Н∙м

Т₁ = 9550 = 9550*2,47/381,081= 61,9 Н∙м

Т₂ = 9550 = 9550*2,37/120,978= 187,1 Н∙м

Т₃ = 9550 = 9550*2,32/120,978= 183,1 Н∙м

Полученные результаты заносим в таблицу:

№ вала	n, мин-1	Р, кВт	Т, Н·м
0 (вал двигателя)	1410	2,6	17,6
1 (быстроход.вал редуктора)	381,081	2,47	61,9
2 (тихоходн.вал редуктора)	120,978	2,37	187,1
3 (вал барабана)	120,978	2,32	183,1

8. Эквивалентное время работы передачи в сутки при расчете на контактную прочность (из циклограммы задания):

t_НЕ = t + t′ = 7+3*0,85³ = 8,84 час

где m= 6 для сталей.

Эквивалентное время работы передачи в течение всего срока службы:

Т_НЕ = t_НЕ ∙ д ∙ L = 8,84*260*5 = 11495 час

где д = 260 – число рабочих дней в году;

L = 5 лет – срок работы передачи.

8. Эквивалентное число циклов нагружения зубьев колеса и шестерни:

N_{НЕ 2} = 60 ∙ п₂ ∙ Т_НЕ = 60*381,081*11495 = 262831566 циклов

N_{НЕ 1} = N_{НЕ 2} ∙ U_ред =262831566*3,15 = 827919432 циклов