Введение

Целью курсового проектирования является приобретение навыков принятия самостоятельных конструктивных решений, усвоение последовательности разработки механизмов общего назначения, закрепление учебного материала по расчету типовых деталей машин.

Задачей работы является разработка привода ленточного конвейера. Привод состоит из электродвигателя, соединенного муфтой с одноступенчатым цилиндрическим редуктором, и цепной передачи, соединенной с барабаном конвейера.

Вращательное движение от электродвигателя передается редуктору упругой втулочно-пальцевой муфтой. Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и ориентировочной частоте вращения. Цепная и зубчатая передачи проектируются по критерию контактной прочности активной поверхности зубьев, проверяются по контактным, изгибным напряжениям. Проектный расчет валов проводится на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Подшипники выбираются по характеру нагрузки на валы и по диаметрам валов, проверяются на долговечность по динамической грузоподъемности. Шпоночные соединения проверяются на смятие. Валы проверяются на сопротивление усталости по коэффициентам запаса прочности при совместном действии изгиба и кручения с учетом масштабных факторов и концентраторов напряжений.

Способ смазки и уровень масла обусловлены компоновкой механизма. Масло выбирается исходя из действующих контактных напряжений и окружной скорости в зацеплениях.

В результате выполнения работы, должна быть получена компактная и эстетичная конструкция редуктора, отвечающая современным требованиям, предъявляемым к механизмам данного назначения.

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

Рис. 1.1. Кинематическая схема привода. 1 – электродвигатель; 2 – муфта; 3 – редуктор; 4 – цепная передача; 5 – барабан и лента конвейера.

1.1. Определение требуемой мощности электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

, (1.1)

где – мощность на ведомой звёздочке;

– общий КПД привода [5, табл. 1.1, стр. 4] или [8, табл. 1.1, стр. 9]:

= 0,84 (1.2)

где = 0,90 – КПД цепной передачи;

= 0,97 – КПД цилиндрической зубчатой передачи;

= 0,98 – КПД муфты;

= 0,99 – КПД пары подшипников качения.

3,0/0,84 = 3,6 кВт.

выбираем электродвигатель типа 132S, мощностью 4 кВт с номинальной частотой вращения 720 об/мин. [5, табл. 1.2, с. 5].

Основные размеры выбранного электродвигателя показаны на рис. 1.2 выбираем из таблицы [5, табл. 1.3, стр. 6] и вносим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Основные размеры выбранного электродвигателя

Тип двигателя	Число полюсов	D	l2	l1	l3	L1	d1	b	H	d	h
132S	8	302	89	480	140	480	38	216	325	339	132

Рис. 1.2. Основные размеры электродвигателя серии 4А

1.2. Определение передаточных чисел

Определяем передаточное число привода:

720/25 = 28,8

Принимаем передаточные числа передач привода. Передаточные числа передач подбираются таким образом, чтобы их произведение было ближайшим числом к значению u.

Назначаем передаточное число для цепной передачи 5,00.

u_цп назначается из стандартного ряда: 1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,25; 3,15; 4; 4,5; 5.

Назначаем передаточное число для цилиндрической зубчатой передачи 5,60.

u_ц назначается из стандартного ряда: 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3;7,1; 8.

Определяем фактическое передаточное число привода:

5,00*5,60 = 28,00.

1.3. Определение фактических значений оборотов валов привода

Фактические числа оборотов валов привода:

• для ведущего вала редуктора:

720 об/мин;

• для ведомого вала редуктора:

720/5,60 = 129 об/мин;

• для ведомого вала привода:

129/5,00 = 25,7 об/мин;

1.4. Определение угловых скоростей валов привода

Угловые скорости валов привода:

• для вала электродвигателя:

75,4

• для ведомого вала редуктора:

13,5 с^-1

• для ведомого вала привода:

2,7.

1.5. Определение крутящих моментов на валах привода

Крутящие моменты на валах привода:

• на ведомом валу привода:

1111111

• на ведомом валу редуктора:

249408

• на валу электродвигателя и ведущем валу редуктора:

46378

2. Расчёт цепной передачи

2.1. Определяем шаг приводной цепи:

28,3

2.2. Выбираем цепь:

ПР-38,1-12700 из таблицы [8, табл. 2.1 стр. 16],

с шагом 38,10 мм, разрушающая нагрузка для цепи 127000 Н,

диаметр валика 11,10 мм, диаметр ролика 22,23 мм,

ширина цепи 25,4 мм, высота цепи h = 36,0 мм масса 1 м цепи 5,50 кг.

2.3. Определяем число зубьев ведущей звёздочки:

19.

Полученное число округляем до целого нечетного, принимаем:

19.

2.4. Определяем число зубьев ведомой звёздочки:

95.

2.5. Фактическое передаточное число:

5,0.

2.6. Находим отклонение от заданного передаточного числа.

Должно выполняться условие: .

0,0

Условие выполняется: 0,0 .

2.7. Определяем межосевое расстояние:

1143,0

где а_р = 30,0 - межосевое расстояние в шагах цепи (а_р = ).

2.8. Определяем число звеньев цепи:

121,88

Полученное значение l_р округляем до ближайшего целого четного числа, принимаем: 122.

2.9. Уточняем межосевое расстояние в шагах цепи:

30,1 (полученное значение а_р до целого числа не округляем).

2.10. Фактическое межосевое расстояние:

1145,3

2.11. Монтажное межосевое расстояние:

1140,0

2.12. Длина цепи:

4648,2

2.13. Определяем делительные диаметры:

• ведущей звёздочки

231,5

• ведомой звёздочки

1152,3 мм.

2.14. Геометрическая характеристика зацепления:

1,7

2.15. Определяем коэффициент высоты зуба по таблице [5, табл. 2.2, стр. 17]:

0,57.

2.16. Находим диаметры окружности выступов:

• ведущей звёздочки

250,0 мм

• ведомой звёздочки

1173,4 мм.

2.17. Радиус впадины зуба:

11,2

2.18. Диаметры окружности впадин:

• ведущей звёздочки

209,0

• ведомой звёздочки

1129,9 мм.

2.19. Проверяем частоту вращения ведущей звездочки.

Должно выполняться условие: ,

где - частота вращения ведущей звёздочки (ведомого вала редуктора) см. пункт 1.3;

394

Условие выполняется: 129 < 394.

2.20. Проверяем число ударов цепи о зубья звездочек.

Должно выполняться условие: ,

где U - :

1,3

допускаемое число ударов:

13.

Условие выполняется: 1 < 13.

2.21. Фактическая скорость цепи:

1,6

2.22. Окружная сила:

2151

2.23. Определяем эксплуатационный коэффициент:

где 1 – коэффициент динамичности при спокойной нагрузке;

1,5 – коэффициент, учитывающий способ смазки;

1 – коэффициент, учитывающий наклон линии центров передачи к горизонту;

1 – коэффициент, учитывающий способ регулировки межосевого расстояния;

1,25 – коэффициент режима работы.

1,88.

2.24. Проверка по давлению в шарнирах цепи.

Должно выполняться условие прочности:

,

где р_ц – расчетное давление в шарнирах цепи:

14,34

где d₁ – диаметр валика цепи, определяется по таблице [8, табл. 2.1, стр. 16];

d₃ - диаметр ролика цепи, определяется по таблице [8, табл. 2.1, стр. 16];

- допускаемое давление в шарнирах цепи, определяемое по таблице [8, табл. 2.4, стр. 19]:

22,48

Условие выполняется: 14,34 < 22,48.

: если условие прочности не выполняется, рекомендуется выбрать цепь с более крупным шагом, или увеличить число зубьев ведущей звёздочки и повторить расчёт передачи.