Проектирование привода цепного конвейера

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

федеральное государственное

бюджетное образовательное  учреждение высшего  профессионального  образования

«Южно-Российский государственный  университет экономики  и сервиса»

(ФГБОУ  ВПО «ЮРГУЭС») 
 
 
 

Факультет_____________________                      Проект допущен к защите

Кафедра_______________________                     _______________________

Специальность_________________                     «___»___________     20__г. 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

тема___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
 

по дисциплине_____________________________________________________ 
 
 
 

Выполнил__________________________              ________________________

 

Руководитель______________________               ________________________ 
 
 
 
 

Шахты_____

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный  университет экономики  и сервиса»

(ФГБОУ  ВПО «ЮРГУЭС») 
 

Факультет_______________________                                Кафедра ПМ и КМ 
 
 

ЗАДАНИЕ 

на курсовой проект по дисциплине

«Основы конструирования и проектирования»

для студента 2 курса ЭУ-Э21

 
 

Тема: «Проектирование  привода цепного конвейера» 

Срок  выполнения: «___»______________ 20__г.

Исходные  данные и основные эксплуатационные требования:

1. Мощность на выходном валу привода (Р₃, кВт) 2,5
2. Угловая скорость вала ( , с^-1) 2,2
3. Номер вала 2

Спроектировать  устройство, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям с учетом минимальной  стоимости.

Объем проекта: пояснительная записка – 20-25 листов, графическая часть – чертежи формата А1 – 1шт., А4 – 1шт. 
 

Руководитель_________________________                       _____________ 

Задание к  выполнению принял студент____________________ 

Дата  выдачи задания_________________ 

Содержание 
 

Введение

       В настоящее время нет такой  отрасли экономики, в которой  не использовали бы машины и механизмы  в самых широких масштабах. Только в результате насыщения всех отраслей высокопроизводительными машинами, внедрения комплексной механизации и автоматизации производства можно добиться высоких темпов экономического роста и расширения выпуска различной продукции.

       Привод  является элементом большинства  машин. Привод состоит из    электродвигателя, передач (открытых и закрытых) и крепежных элементов.

       Закрытая  зубчатая передача называется – редуктором. Двигатель привода служит для  преобразования подводимой электроэнергии в механическую. Передачи служат для  перемещения механической энергии  на расстояние с изменением характеристик – понижением частоты вращения и повышением крутящего момента.

       В данном проекте рассматривается  привод цепного конвейера.

       Привод  состоит из: электродвигателя, цилиндрического  зубчатого редуктора, плоскоременной передачи, валов, звездочки цепного конвейера и крепежных элементов.

       Целью курсового проектирования является получение навыков проектирования и конструирования механизмов.

       Для достижения поставленной цели в ходе курсовой работы решаются следующие  задачи:

       – изучение специальной литературы по курсовому проекту;

       – изучение методики расчета и непосредственный расчет типовых деталей машин (вала, зубчатых колес, шпонок);

       – конструирование рассчитанных деталей.

1 Кинематический и силовой расчет привода

1.1 Описание и принцип  действия привода

       

1 – электродвигатель; 2 – вал; 3 – цилиндрический зубчатый  редуктор; 4 – плоскоременная передача; 5 – звездочка цепного конвейера.

       Рисунок 1  - Кинематическая схема привода цепного конвейера

       Движение  от электродвигателя, на валу которого закреплен шкив плоскоременной передачи, передается на ведущий вал цилиндрического  зубчатого редуктора. Шестерня, зацепляясь с зубчатым колесом, передает движение на звездочку конвейера, закрепленную на ведомом валу редуктора.

1.2 Определение требуемой мощности электродвигателя

       P_тр =

       где – мощность на выходном валу привода, кВт;

            

         – общий КПД привода:

       

       где – КПД закрытой передачи, =0,98;

             – КПД открытой передачи, =0,97;

             - КПД подшипников, =0,99, 

       

=0,98×0,97× (0,99)³=0,92

       P_тр=

=2,72 кВТ

       По  таблице 5.1 [2] принимаем значение номинальной  мощности       Р=3 кВт при частоте вращения вала электродвигателя n_дв=1000 мин^-1.

       Выбираем  асинхронный электродвигатель серии 4А 112МА6.

1.3 Определение передаточного отношения привода

       Передаточное  отношение показывает, во сколько  раз частота вращения ведущего вала привода больше частоты вращения ведомого вала.

       

= =U_о.п.×U_з.п.,

       где n_дв. – номинальная частота вращения приводного вала электродвигателя;

                n₃ – частота вращения приводного вала машины;

                U_о.п – передаточное число открытой передачи;

                U_з.п – передаточное число закрытой передачи,

       

,

       где w₃ – угловая скорость вала, с^-1

       

,

       

= .

       Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням, при этом передаточное отношение  редуктора принимаем постоянным U_з.п=5, тогда передаточное отношение открытой ременной передачи будет равно:

       

=3,03.

1.4 Определение частоты вращения, угловой скорости и вращающего момента на валах привода

1) =1000 мин^-1;

 с^-1;

 

2) , n₂= =330 мин^-1;

= c^-1 

Т₂=Т₁ ×U_о.п. × × ,  Т₂= 75×10³ Н∙мм

3) мин^-1; 

  с^-1

Т₃=Т₂ ×U_з.п. × × =75×10³×5 ×0,98×0,99=364×10³ Н∙мм.

2 Расчет закрытой передачи

2.1 Выбор материала

       Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими  характеристиками.

       Для шестерни принимаем сталь 45, термообработка – улучшение, твёрдость НВ230, для колеса сталь 45, термообработка – улучшение, но твёрдость на 30 единиц меньше – НВ200.

2.2 Вычисление допускаемых контактных напряжений:

       

       где − предел контактной выносливости при базовом числе циклов для углеродистых сталей с твёрдостью поверхности зубьев менее НВ350 и термообработкой улучшение;

             = 1,0 − коэффициент долговечности, при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают K_HL = 1,0;

             =1,15 − коэффициент запаса прочности.

       

2.3 Вычисление допускаемых напряжений на изгиб:

       

,

       где − предел выносливости при нулевом цикле изгиба:

       для шестерни =

       для колеса =

         − коэффициент безопасности;

         − коэффициент, учитывающий  нестабильность свойств                            материала зубчатых колёс;

         − коэффициент, учитывающий  способ получения заготовки.

       Допускаемые напряжения: 

       – для шестерни:

       – для колеса:

2.4 Проектный расчет

       Определяем  межосевое расстояние из условия  контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

  

        где                       − вращающий момент на валу колеса;

                                       − коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию;

                                  − коэффициент, учитывающий неравномерность распре-деления нагрузки по ширине венца.

       Принимаем ближайшее стандартное значение

       Определяем нормальный модуль зацепления: