Введение

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень 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 курсового проекта по дисциплине «Детали машин и основы Конструирования» завершает общетехнический цикл подготовки студентов. Это самостоятельная творческая инженерная работа, при выполнении которой необходимо активно использовать знания из ряда пройденных дисциплин: «Теоретической механика», «Сопротивление материалов», «Начертательная геометрия. Инженерная графика», «Материаловедение» и других.

В данном курсовом проекте объектом конструирования является привод к ленточному конвейеру, в котором используется большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.

Конструирование – процесс творческий. Каждая конструкторская задача может иметь несколько решений. При этом необходимо по определенным критериям сопоставить типовые варианты и выбрать один из них – лучший для данных конкретных условий.

При выполнении данного курсового проекта мне предстоит последовательно воплотить кинематическую схему привода через многовариантность проектных решений в рабочие чертежи. На этапе проектирования я приобщаюсь к инженерному творчеству, осваиваю предшествующий мой опыт и опыт других конструкторов, учусь предвидеть новые идеи в создании типовых приводов: надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

1. Кинематический расчет привода

   1. Исходные данные

Исходные данные приведены на дополнительном листе

2. Предварительный расчет параметров ленточного конвейера

   1. Определение вращающего момента на выходном валу привода

где - мощность на ведомом валу привода,- угловая скорость ведомого вала, тогда:

=,

=1222,1 Н·м

2. По формуле Соверена определим диапазон диаметров барабана:

,

=554 мм

Принимаем стандартное значение барабана равное 500 мм.

3. Определение окружной скорости на выходном валу:

где - угловая скорость ведомого вала,– диаметр барабана, тогда:

=,

=2.06 м/с

4. Определим частоту вращения выходного вала привода:

где – диаметр барабана,- окружная скорость на выходном валу, тогда:

=,

=78.8 об/мин

5. Определение окружного усилия на выходном валу:

где - мощность на ведомом валу привода,- окружная скорость на выходном валу, тогда:

=,

=4.85 к·Н

3. Выбор двигателя

   1. Определим общее КПД привода:

где – КПД клиноременной передачи [1], – КПД зубчатой передачи [1],- КПД муфты [1],- КПД подшипника качения [1], тогда

= 0.96··0.98·0.99

=0.89

2. Определим общее передаточное число привода (предварительное):

где - передаточное отношение ременной передачи, по [1]=2…4, принимаемравное 2,

- передаточное отношение зубчатой передачи, по [1] =12.5…31.5, принимаемравное 22, тогда

=2·22

=44

3. Определим необходимую мощность двигателя:

где - мощность на ведомом валу привода,- общий КПД, тогда:

=

=11.1 кВт

4. Определим частоту вращения вала двигателя:

где - частота вращения ведомого вала,- общее передаточное отношение, тогда:

=78.4·44

=3467.2 об/мин

Так как =11.1 кВт, а=3467.2 об/мин, тогда принимаем двигатель «АИР 132М2» -=11 кВт,=2910 об/мин. Допускается перегрузка по мощности на 8%.

Рассчитаем перегрузку двигателя:

=,

∆=0.9%

5. Определим фактическое передаточное отношение привода :

где - фактическая частота вращения двигателя, где- частота вращения ведомого вала, тогда:

=,

=36.9

6. Определим истинное передаточное число редуктора (=2):

где - фактическое передаточное отношение, тогда

=,

=18.5

7. Определение передаточного отношения тихоходной и быстроходной ступени по [1]

Определение передаточного отношения тихоходной ступени:

где - передаточное число редуктора, тогда:

=0.88

=3.8

Определение передаточного отношения быстроходной ступени:

=;

=4.87

Рисунок 1. Схема привода

4. Определение мощностей и частот вращения, окружных усилий на всех валах привода

   1. Определение мощностей на всех валах привода (=11 кВт):

=11·0.96;

=10.6 кВт

=10.6·0.98;

=10.3 кВт

=10.3·0.98;

=10.14 кВт

=10.14·0.98·0.99;

=8.9 кВт

2. Определение частот вращения на всех валах привода (

=;

=1459 об/мин

=,

=303.9 об/мин

=,

=78.8 об/мин

=78.8 об/мин

3. Определение угловых скоростей всех валов привода

=,

=152.7

=,

=31.8

=,

=8.25

=,

=8.25

4. Определение окружных усилий на всех валах привода

=,

=69 Н·м

=,

=323 Н·м

=,

=1229 Н·м

=,

=1078 Н·м

Проверочный расчет

где - окружное усилие на валу двигателя, тогда:

=32.8·36.9·0.89,

=1078 Н·м

5. Расчет ременной передачи

   1. Определение диаметров ведущего и ведомого шкива

Определение диаметра ведущего шкива

=,

=136.6 мм 125 мм, принимаем по ГОСТ равное 140 мм.

Так как =36.4 Н·м, следовательно ремень сечения А(А) ([2] табл. 1.10)

Определение диаметра ведомого шкива

где - диаметр ведущего шкива,– передаточное отношение клиноременной передачи, тогда:

=136·(1-0.01)·2,

=269.3 мм, принимаем по ГОСТ равное 280 мм.

Уточняем передаточное отношение

=,

=2

2. Определение скорости ремня

где - частота вращения вала двигателя, тогда:

,

V = 21.3 м/с

3. Определение межосевого расстояния

Определение минимального межосевого расстояния

где h – [2], тогда:

=0.5(140+280),

=218 мм

Определение максимального межосевого расстояния

=2·(140+280),

=840 мм

Определение реального межосевого расстояния

=1.5·,

=333.3 мм

Так как , принимаем для последующих расчетов.

4. Определение расчетной длинны ремня

L = 2·333.3++,

L = 1340.7 мм

По табл. 1.11 стр. 15 [2] округляем до стандартной большей величины, принимаем L = 1400 мм

5. Определение окончательного межосевого расстояния

=,

= 363.5 мм

6. Определение углов обхвата ремня

= ,

= 157.8

7. Определение частоты пробега

= ,

= 15.2

8. Расчет числа ремней

Определим

,

= 520 Н

Определение допускаемого полезного напряжения

где - коэффициент угла обхвата (табл. 1.12 стр. 16 [2]),- коэффициент режима работы (табл. 1.8 стр. 10 [2]),- .

Определим :

где - ,- , определим:

где - , тогда:

= 140·1.13

= 158.2 мм, тогда:

= ,

=2.25 МПа, тогда:

= 2.25·0.97·1,

= 2.18 МПа

Определим количество ремней

= ,

= 2.94

Определим окончательное число ремней

где – коэффициент неравномерности нагрузки (табл. 1.16 стр. 18 [2]), тогда:

= ,

= 3.09

Принимаем количество ремней равное = 3.

9. Определение силы натяжения ремней

Рабочий коэффициент тяги

где - истинный коэффициент тяги ([2]), тогда:

= 0.67·1·0.97,

= 0.64

Рабочие отношения и

= ,

= 4.5

Натяжение от центробежных сил

где q – масса одного метра ремня (табл. 1.10 стр. 14 [2]), тогда:

= 0.1··3,

= 136.1 Н

Натяжение ветвей

= ,

= 804.6 Н

= ,

= 284.6 Н

Определение предварительного натяжения ветвей

где χ – коэффициент податливости ремня, χ = 0.1…0.25 ([2]), принимаем χ = 0.1, тогда:

= 0.5·(804.6+284.6) – 0.1·136.1,

= 524.2 Н

Усилие действующее на вал

= 2·524.2·,

= 1028.8 Н

Определение угла отклонения от линии соединяющей центра шкивов

где β = 180 - - угол между ветвями ремня, тогда:

= · tg ,

= 0.09 - примерно 5.6