КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине

«Основы проектирования и конструирования» 

«Разработка механического привода»

ЭЗМ-03 
 

Работу  выполнил: студент группы ЭЗМ-03 Стрижова Ю.Е.

                          Работу принял: доцент, КТН Копылов О.А.  
 
 
 
 
 
 

Королев

2011 

 

 

Техническое задание на разработку механического привода

ленточного  транспортера

      Спроектировать  механический привод ленточного транспортера. Максимальное тяговое усилие на транспортере 1557н. Скорость движения ленты 1,2м/c. Диаметр барабана ленточного транспортера 500мм. Нагрузка транспортера спокойная, работа на нем двухсменная. Механический привод должен включать электродвигатель, ременную передачу, редуктор и цепную передачу. Наклон линии соединяющей центр барабана и передачу к горизонту θ=30^o.

      Срок  службы привода Т=21·10³ ч. Нагрузка нереверсивная, постоянная. В период пуска кратковременная (пиковая) нагрузка в 1,8 раза больше номинальной.

 

    

    Содержание 
 

 

    

    Введение

    Механическая  энергия, используемая для привода в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала электродвигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами:

    1. Обеспечивает непрерывное и равномерное  движение при небольших потерях на трение.

    2. Позволяет иметь простую и  компактную конструкцию передаточного  механизма.

    Назначение  передач. Все современные электродвигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется при помощи различных передач.

    Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы, передающие работу двигателя к исполнительному органу машины. Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять следующие функции:

• понижать и повышать угловые скорости, соответственно повышая или понижая вращающие моменты;
• преобразовывать один вид движения в другой (вращательное и возвратно-поступательное, равномерное в прерывистое и т. д.);
• регулировать угловые скорости рабочего органа машины; реверсировать движение (прямой и обратный ход);
• распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.

    В современном машиностроении применяются  механические, пневматические, гидравлические и электрические передачи.

    В зависимости от принципа действия все  механические передачи делятся на две группы:

    1) передачи трением — фрикционные  и ременные;

    2) передачи зацеплением — зубчатые, червячные, цепные.

    Все передачи трением имеют повышенный износ рабочих поверхностей, так  как в них неизбежно проскальзывание  одного звена относительно другого.

    В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев бывают:

    а) передачи непосредственного контакта — фрикционные, зубчатые, червячные;

    б) передачи гибкой связью — ременные, цепные. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.

    В техническом задании на курсовую работу задано разработать механический привод, который состоит из двигателя и механических передач.  

 

    

    1. Обоснование выбора  передач и кинематической  схемы механического привода ленточного транспортера

    Рассмотрим  возможные типы механических передач, которые могут быть использованы в разрабатываемом механическом приводе в соответствии с техническим заданием на курсовую работу.

      1. Фрикционная передача состоит из ведомого и ведущего катков. Крутящий момент от ведущего катка к ведомому передается силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков.

      Основным  недостатком фрикционной  передачи является: большие нагрузки на валы и подшипники от прижимного усилия, что увеличивает их размеры и делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности и к.п.д. Ввиду этого для нашей разрабатываемой механической передачи ленточного привода фрикционная передача непригодна.

      2. Зубчатая передача

      В зубчатой передаче движение передается с помощью  зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, а большее — колесом. Термин зубчатое колесо относится как к шестерне, так и к колесу. Зубчатые передачи — самый распространенный вид механических передач, так как могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт, при окружных скоростях до 150 м/сек. Зубчатые передачи широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

      Достоинства зубчатой передачи: высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей; малые габариты; большая долговечность; высокий к.п.д.; сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники; постоянство передаточного числа; простота обслуживания.

      Основным  недостатком зубчатых передач являются высокие требования к точности изготовления и монтажа.

      В зависимости, от конструктивного исполнения различают открытые и закрытые зубчатые передачи. В открытых передачах зубья  колес работают всухую или периодически смазываются консистентной смазкой. Закрытые передачи работают в масляной ванне; при смазке окунанием зубчатые колеса (одно из колес пары) погружают в масло на глубину до 1/3 диаметра.

      Возможные значения к.п.д. одной пары зубчатых колес представлен в табл. 1. /1/

      Таблица 1.

Средние значения к.п.д. одной пары зубчатых колес

на подшипниках  качения при передаче полной мощности

 

      Рекомендуемое передаточное число i цилиндрической зубчатой передачи для тихоходной ступени редуктора находится в пределах 2…5, а предельное 5,6…6,3 в зависимости от твердости зубьев /2/. Рекомендуемое передаточное число цилиндрической зубчатой передачи для быстроходной ступени редуктора находится в пределах 3…5, а предельное 6,3…8 в зависимости от твердости зубьев /2/.

      Таким образом, для понижения угловой  скорости вращения будем использовать в разрабатываемом механическом приводе закрытую цилиндрическую зубчатую передачу в одноступенчатом редукторе.

      3. Цепная передача

      Цепная  передача относится  к передачам зацеплением  с гибкой связью. Она состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью. В отличие от ременной, цепная передача работает без проскальзывания. 
 

      Достоинства цепной передачи:

      По  сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).

      По  сравнению с ременными передачами цепные передачи:

• более компактны;
• могут передавать большие мощности (до 3000 квт);
• силы, действующие на валы, значительно меньше, так как предварительное натяжение цепи мало;
• могут передавать движение одной цепью нескольким звездочкам.

      Основные недостатки цепной передачи:

      а) Значительный шум вследствие удара  звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звездочек и большом шаге. Этот недостаток ограничивает возможность применения цепных передач при больших скоростях.

      б) Сравнительно быстрый износ шарниров цепи вследствие затруднительного подвода смазки.

      в) Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных устройств.

      г) Необходимость точного изготовления цепи и высококачественного монтажа  передачи.

      Цепные передачи применяют в станках, транспортных и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные ненадежны. Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 квт при окружных скоростях до 15 м/сек.

      К.п.д. цепной передачи зависит от потерь на трение в шарнирах цепи, на зубьях звездочек и на перемешивание  масла при смазке окунанием. При  нормальных условиях работы среднее значение к.п.д. цепной передачи составляет η =0,92 — 0,97.

      Рекомендуемое передаточное число i цепной передачи находится в пределах 1,5…4, а предельное 10 /2/.

      Цепную  передачу будем использовать в нашем  разрабатываемом механическом приводе в качестве заключительного звена при передаче вращательного движения от редуктора к исполнительному органу.

      4. Ременная передача

      Ременная  передача относится  к передачам трением  с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.

      В зависимости от формы поперечного  сечения ремня передачи бывают: плоскоременные, клиноременные и круглоременные. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки).

      Достоинства ременной передачи:

      а) Простота конструкции и малая  стоимость.

      б) Возможность передачи мощности на значительные расстояния

      (до 15 м).

      в) Плавность и бесшумность работы.

      г) Смягчение вибрации и толчков  вследствие упругой натяжки ремня.

      Недостатки  ременной передачи:

      1. Большие габаритные размеры, в  особенности при передаче значительных мощностей.

      2. Малая долговечность ремня в  быстроходных передачах.

      3. Большие нагрузки на валы и  подшипники от натяжения ремня. 

      4. Непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня.

      5. Необходимость в постоянном надзоре  во время работы из-за возможного соскакивания и обрыва ремня.

      6. Неприменимость во взрывоопасных  местах вследствие электризации  ремня.