Проектирование привода цепного конвейера

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ  ВПО «ВГТУ», ВГТУ) 
 

Авиационный факультет 

Кафедра                   «Самолетостроение»

Специальность          «Управление качеством» 
 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 

По дисциплине: «Конструкция технических систем» 

Тема: «Проектирование привода цепного конвейера» 
 
 
 
 
 

Выполнила                     ____________________ студентка гр. УК-081 А.А. Болотова

                                          Подпись, дата

Проверил                        ____________________ преподаватель Ю.Н. Золотарев

                                          Подпись, дата

Нормоконтроль провел ____________________ А.М. Чашников

                                          Подпись, дата

Защищена _____________________ Оценка ______________ 
 

Воронеж 2011 

     Замечания руководителя

 

     Содержание 

Замечания руководителя 2

Введение  4

1 Расчет требуемой мощности и выбор электродвигателя 5

2 Кинематический  расчет привода 7

   2.1 Задание  передаточных отношений ступеней  редуктора 7

   2.2 Кинематические  и силовые характеристики на  валах 8

3 Расчет размеров  зубчатых колес 11

   3.1 Выбор  материала зубчатых колес. Вычисление  допускаемых напряжений 11

   3.2 Расчет  зубчатой цилиндрической косозубой  передачи быстроходной

        ступени 13

   3.3 Расчет  зубчатой цилиндрической косозубой  передачи тихоходной 

        ступени 23

4 Предварительный  расчет валов 33

5 Определение  реакций подшипников быстроходного  вала 35

6 Определение  реакций подшипников промежуточного  вала 40

7 Определение  реакций подшипников тихоходного  вала 45

8 Проверка подшипников  на долговечность 50

8.1 Проверка подшипников  быстроходного вала на долговечность 50

8.2 Проверка подшипников  промежуточного вала на долговечность 52

8.3 Проверка подшипников  тихоходного вала на долговечность 54

9 Проверка тихоходного  вала на сопротивление усталости 57

10 Проверка шпоночных  соединений 61

11 Описание порядка сборки и разборки редуктора 63

Заключение  64

Список литературы 65

 

     Введение 

     В данной курсовой работе будет спроектирован  привод цепного конвейера.

     Целью данной работы является расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора с разветвленной выходной ступенью.

     В работе будет произведен расчет требуемой  мощности электродвигателя, расчет зубчатых колес, валов, подшипников и шпоночных  соединений.

     Также будет описана последовательность сборки и разборки редуктора.

 

     1 Расчет требуемой мощности и  выбор электродвигателя 

     Мощность  электродвигателя кВт определяется из выражения 

 

     где F_t – тяговое усилие цепи, кН;

         V – скорость цепи, м/с;

         ƞ – коэффициент  полезного действия (КПД) привода.

     КПД привода равен произведению частных  КПД передач, входящих в кинематическую схему. 

 

     где η₁ – КПД муфты;

         η₂ = η₃ – КПД цилиндрической, косозубой передачи;

         η₄ – КПД пары подшипников. [1, с. 5] 

 

     Требуемая мощность двигателя равна 

 

     Номинальная мощность двигателя Р_ном = 4 кВт.

     Предварительная частота вращения выходного вала редуктора 

     где D_зв – делительный диаметр звездочки, мм. 

 

     где z – число зубьев звездочки, шт. 
 
 
 
 

     Частота вращения вала электродвигателя равна 

 

     где u₁ и u₂ – передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора соответственно.

     Для расчета выбираем рекомендуемые  передаточные числа: u₁ = 6 и u₂ = 5 [2, с. 7] 
 
 

     По  таблице 19.27 [2, с. 384] выбираем электродвигатель 112МВ6, номинальная частота которого n_э = 950 об/мин и мощность Р_ном = 4 кВт. 

 

     2 Кинематический расчет привода

     2.1 Задание передаточных отношений ступеней редуктора 

     После выбора частоты вращения, определяют общее передаточное число привода 

 
 
 

     Полученное  расчетом общее передаточное число  распределяется между редуктором и другими передачами, между отдельными ступенями редуктора.

     Так как в схеме привода отсутствует  ременная или цепная передача, то передаточное число редуктора: u_ред = u_общ.

     Передаточные  числа u₁ быстроходной и u₂ тихоходной ступеней двухступенчатого редуктора определим по соотношениям [2, с. 9]. 

 
 
 
 
 
 

     Принимаем стандартные значения u₁ = 6,3 и u₂ = 4,5. Тогда u_общ = 28,25. 
 

     2.2 Кинематические и силовые характеристики  на валах 

     После определения передаточных чисел, определяют частоты вращения, мощности и вращающие моменты на валах передачи [2, с. 8].

     Частота вращения на вале 1 n₁ = 950 об/мин. На вале 2 она равна 

 
 
 

     Частота вращения на вале 3  

 
 
 

     Угловая скорость на валах равна 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Определим мощности, передаваемые валами: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Вращающий момент на вале 1  

 
 
 

     На  вале 2 вращающий момент равен 

 
 

     Вращающий момент на вале 3 

 
 

 

     3 Расчет размеров зубчатых колес

     3.1 Выбор материала зубчатых колес.  Вычисление допускаемых напряжений 

     Для обеих ступеней редуктора предварительно выбираем одинаковый материал. Примем материал зубчатого колеса и шестерни — сталь 40Х, вид термической обработки (ТО) – улучшение. Твердость поверхности зубьев колеса 269…302 HB; шестерни — 235…262 HB.

     Определим средние значения твердостей поверхностей HB_ср и значения базовых чисел циклов перемены напряжений N_НО шестерни и колеса [2, с. 42].

     Базовые числа циклов перемены напряжений определяются по формуле 

 

     Для шестерни HB_ср1 = 285,5. .

     Для колеса HB_ср2 = 248,5..

     Вычислим  действительные числа циклов перемены напряжений N [2, с. 14]: 

 

     где L_h – срок службы приводного устройства, ч. 

 

     где L_r – срок службы привода, лет;

         K_r – коэффициент годового использования;

         t_c – продолжительность смены, ч;