Проектирование электромеханического привода конвейера
Выбор электрооборудования для проекта электромеханического привода конвейера. Требуемая мощность электродвигателя. Кинематический расчет редуктора и передач. Выбор материала и термообработки. Расчет коэффициентов, эквивалентная нагрузка подшипников.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.01.2012 |
| Размер файла | 618,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ
АКАДЕМИЯ
Кафедра теории механизмов, деталей машин и подъемно-транспортных устройств
Курсовой проект
"ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА КОНВЕЙЕРА"
Выполнил: Студент ЛМФ-II-6
Курчанова Е.Е.
Принял: Доцент
Хрусталёва И.В.
Санкт-Петербург 2010 г.
Содержание
- Исходные данные
- 1. Выбор электрооборудования
- 2. Кинематический расчет редуктора
- 3. Расчеты зубчатых передач
- 4. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- 6. Подшипники
- 7. Шпонки
Исходные данные
1) Частота вращения тихоходного вала редуктора n = 40 об/мин-1
2) Мощность на тихоходном валу редуктора Pт = 6 кВт
3) Срок службы редуктора Lh = 10000 часов
4) Число пар полюсов электродвигателя p = 3
1. Электродвигатель
2. Муфта МУВП
3. Цилиндрический двухступенчатый редуктор
4. Зубчатая муфта
5. Исполнительная машина
6. Входной вал (быстроходный)
7. Промежуточный вал
8. Выходной вал (тихоходный)
Иб - быстроходная (косозубая)
Ит - тихоходная (прямозубая)
1. Выбор электрооборудования
1.1 КПД привода
зприв. = зм1 * зред. * зм2 = 0.98 * 0.91 * 0.98 = 0.87
зред. = зз. п.2 * зподш.3 = 0.942 * 0.973 = 0.91
зз. п. = 0.97 зподш. = 0.99
1.2 Требуемая мощность электродвигателя.
Nэл. расчёт. = Рт / зприв. = 5.4/0.87 = 6.21 кВт
1.3 Синхронное число оборотов.
nсинхр. = 60 * f / p = 60 * 50/3 = 1000 об/мин.
f = 50 Гц
1.4 Электродвигатель по каталогам.
4А132М6
Мощность Nэл. дв. = 7.5 кВт
Частота вращения nэл. дв. = 970 мин-1
2. Кинематический расчет редуктора
2.1 Общее передаточное число редуктора.
Иред. = nэл. / n3 = 970/40 = 24.25
2.2 Передаточное число тихоходной ступени.
Ит = 0.88 = 0.88 = 4.33
2.3 Передаточное число быстроходной ступени.
Иб. = = = 5.6
2.4 Частота вращения валов
n1 = nэл. = 970 мин-1
n2 = = = 173 мин-1
n3 = = = 40 мин-1
2.5 Угловые скорости.
щ1 = = = 101.5 с-1
щ2 = = = 18.1 с-1
щ3 = = = 4.18 с-1
2.6 Мощность на валах.
N1 = Nэл. дв. расч. * зм1 * зподш. = 6.21 * 0.98 * 0.99 = 6.02 кВт
N2 = N1 * зподш. * зз. п. = 6.02 * 0.99 * 0.97 = 5.78 кВт
N3 = N2 * зз. п. * зподш. = 5.6 * 0.97 * 0.99 = 5.38 кВт
Nм = N3 * зм2 = 5.38 * 0.98 = 5.32 кВт Рт
2.7 Крутящие моменты на валах.
Т1 = = = 59.31 Нм
Т2 = = = 319.34 Нм
Т3 = = = 1287.08 Нм
3. Расчеты зубчатых передач
3.1 Выбор материала и термообработки.
Косозубые , Прямозубые
Шестерня 40х (у) - термообработка
Колесо 50 (н)
Твердость:
3.2 Допускаемые напряжения.
1) Средняя твердость.
НВср.1,3 = 0.5 (НВmin + HBmax) = 0.5 (230 + 260) = 245 HB
HBср.2,4 = 0.5 (178 + 228) = 203 НВ
2) Базовое число циклов нагружений.
на контактную прочность
NHO1,2 = 30 (НВср.1,2) 2.4 = 16.2 * 106
NHO3,4 = 30 (НВср.3,4) 2.4 = 10.3 * 106
при расчете на изгиб
NF0 = 4 * 106
3) Действительные числа циклов переменных напряжений. (реверсивная нагрузка)
N1 = 30 * n1 * Lh = 30 * 970 * 10000 = 2910 * 106
N2 = 30 * n2 * Lh = 30 * 173 * 10000 = 519 * 106
N3 = 30 * n2 * Lh = 30 * 173 * 10000 = 519 * 106
N4 = 30 * n2 * Lh = 30 * 40 * 10000 = 120 * 106
4) Коэффициент долговечности.
Nj NHOj ZN = 1.0
Nj NFO УN = 1.0
5) Пределы выносливости: по контактной прочности
дН lin в 1,3 = 1.8 * НВср.1,3 + 67 = 1.8 * 245 + 67 = 508 мПа
дН lin в 2,4 = 1.8 * НВср.2,4 + 67 = 1.8 * 203 + 67 = 432.4 мПа
по изгибной прочности
дF lim в 1,3 = 1.03 * НВср.1,3 = 1.03 * 245 = 252.35 мПа
дF lim в 2,4 = 1.03 * НВср.2,4 = 1.03 * 203 = 209.09 мПа
6) Допускаемые напряжения.
Ш Контактные
Н1,3= дН lin в 1,3 * ZN = 508 * 1 = 508 мПа
Н2,4= дН lin в 2,4 * ZN = 432.4 * 1 = 432.4 мПа
для косозубой передачи
Н косозубой = 0.45 (Н1 + Н2) = 0.45 (508 + 432.4) = 423.18 мПа
для прямозубой передачи
Н прямозубой = min{Н3; Н4} = 432.4 мПа
Ш Изгиб
F1,3 = дF lim в 1,3 * УN = 253.35 * 1 = 252.35 мПа
F2,4 = дF lim в 2,4 * УN = 209.09 * 1 = 209.09 мПа
4. Расчет цилиндрических зубчатых передач
4.1 Межосевое расстояние.
aw Ka (И + 1) ; мм
косозубая передача
Ka =43.0; Иб; Т2; шва = 0.3; Н косозубой
прямозубая передача
Ka =49.5; Ит; Т3; шва = 0.3; Н прямозубой
Швd - коэффициент ширины зубчатого колеса относительно делительного диаметра.
Швa - коэффициент ширины зубчатого колеса относительно межосевого расстояния.
Швdk = = = 0.99
Швdп = = = 0.8, KHв = 1
Ш Косозубая передача.
aw кос. = 43 (5.6 + 1) = 163.15 165 мм
Ш Прямозубая
aw прям. = 49.5 (4.33 + 1) = 281.9 285 мм
4.2 Предварительные размеры колес.
= = = 280 мм, = Швa * awкос. = 0.3 * 165 = 49.5 мм
= = = 463.06 мм
= Швa * awпрям. = 0.3 * 285 = 85.5 мм
4.3 Модуль зацепления.
= = 1.28 мм mкос. = 2 мм
= = 2.12 мм mпрям = 2.5мм
4.4 Угол наклона. Суммарное число зубьев.
Вmin = arcsin = arcsin = 9.29
Zкос. = = = 162.8 = 162
Zпрям. = = = 228
Уточненный угол наклона
в = arcos = arcos = 10.95
4.5 Числа зубьев зубчатых колес.
Z1 = = = 24.55 = 25
Z2 = Z - Z1 = 162 - 25 = 137
Z3 = = = 42.78 = 43
Z4 = Z - Z3 = 228 - 43 = 185
4.6 Фактическое передаточное число.
Иф. кос. = = = 5.48
Иф. прям. = = = 4.30
= * 100% = * 100% = 2.14
= * 100% = * 100% = 0.69
4.7 Размеры зубчатых колёс.
Ш Для косозубых.
d1 = = = 51.02 мм
d2 = 2 * aw кос. - d1 = 2 * 165 - 51.02 = 278.98 мм
da1 = d1 + 2 * m = 51.02 + 2 * 2 = 55.02 мм
da 2 = d2 + 2 * m = 278.98 + 2 * 2 = 282.98 мм
df1 = d1 - 2.5 * m = 51.02 - 2.5 * 2 = 46.02 мм
df2 = d2 - 2.5 * m = 278.98 - 2.5 * 2 = 273.98 мм
в1 = в2 + 2 * mкос. = 49.5 + 2 * 2 = 54 мм
Ш Для прямозубых.
d3 = Z3 * m = 43 * 2.5 = 107.50 мм
d4 = 2 * aw прям. - d3 = 2 * 285 - 107.50 = 462.5 мм
da3 = d3 + 2 * m = 107.5 + 2 * 2.5 = 112.5 мм
da4 = d4 + 2 * m = 462.5 + 2 * 2.5 = 467.5 мм
df3 = d3 - 2.5 * m = 107.5 - 2.5 * 2.5 = 101.25 мм
df4 = d4 - 2.5 * m = 462.5 - 2.5 * 2.5 = 456.25 мм
в3 = в4 + 2 * mпрям. = 85.5 + 2 * 2.5 = 91 мм
4.8 Силы зацепления.
Ft кос. - окружная сила.
Ft кос. = = = 2289.34 Н
Fч. кос. - радиальная составляющая.
Fч. кос. = = = 848.53 H
Fa. кос. - осевая сила.
Fa. кос. = Ft * tgв = 2289.34 * tg10.95 = 442.93 H
Ft. прям. = = = 5565.75 H
Fч. прям. = Ft * tgб = 5565.75 * tg20 = 2025.38 H
4.9 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.
Kнб - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий
Kнб кос. = 1.1
Kнб прям. = 1.0
Kнв = 1.0
Kнх - коэффициент динамичности
Kнх кос. = 1.1
Kнх прям. = 1.2
дн кос. = 376 [дн] кос.
дн кос. = 376 = 423.18 мПа
дн прям. = 436 [дн] прям.
дн прям. = 436 = 412.52 мПа
4.10 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.
хкос. = = = 2.53 м/с
хпрям. = = = 0.97 м/c
Степень точности:
Косозубая = 8
Прямозубая = 9
KFd кос. = 0.91
KFd прям. = 1
KFб - коэффициент учитывающий распределение нагрузками между зубьями.
УB - коэффициент учитывающий наклон зубьев
УB = 1 - = 1 - = 0.91
KFв = 1
KFх - коэффициент динамичности
KFр = коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий.
KFх кос. = 1.2
KFх прям. = 1.4
Эквивалентные числа зубьев.
Zх1 = = = 26.04
Zх2 = = = 142.71, Zх3 = Z3 = 43, Zх4 = Z4 = 185
Коэффициент формы зуба
УF1 = 3.87
УF2 = 3.6
УF3 = 3.7
УF4 = 3.6
Расчетное напряжение изгиба
дF2 = [дF2],
дF2 = =82.73 [дF3]
дF1 = дF2 * = 82.73 * = 88.93 [дF2]
дF4 =
дF4 = = 191.80
V Расчет валов.
y = 10…15 мм
д = 10…15 мм
Bn = 20
m = 10
l1 = + m + y + = + 10 + 10 + = 54.75 55 мм
l2 = + д + = + 10 + = 80.25 80 мм
l3 = + y + m + = + 10 + 10 + = 75.5 76 мм
l = l1 + l2 + l3 = 60 + 80 + 80 =220 мм
d01 = 10 = 26.03 26 мм
d03 = 10 = 72.63 73 мм
= (0.025…0.03] = 16.8
= 560 мПа
lст.1 = 60 мм
lст.3 = 170 мм
l01 = + 15 + = + 15 + = 55 мм
l03 = + 25 = + 25 = 110 мм
5.1 Расчёт входного быстроходного вала.
= = 0.02551
RAX = = = 653.04 H
RБХ = = = 160.77 H
= RAX * l1 = 653.04 * 0.055 = 35.92 H м
= RAX * l1 + Fa = 35.92 + 11.299 = 47.22 H м
5.2 Вертикальная плоскость.
RAY = = = 1623.35 H
RБY = = = 572.335 H
= RAX * l1 = 1623.35 * 0.055 = 89.284 H м
5.3 Суммарный изгибающий момент.
МУ1 = = = 96.24
МУ2 = = = 101.00, T1 = 59.31 H м
5.4 Эквивалентный момент.
Мэкв.1 = = = 113.05 H м
Мэкв.2 = = = 117.13 H м
5.5 Диаметр вала в опасном сечении.
d = 10 = 10 = 31
= 0.05…0.08 д = 0.07 * 560 = 39.2
в = 560 мПа
d6 = 31 (1.05…1.08) = 32.86 = 35 мм
Ra = = = 1749.78 Н
Rв = = = 594.48 Н
= = 1.32 1.6 Вал 6
d = 10 = 28.41 мм, = 0.07 * 730 мПа = 51.1 мПа
d6 = 28.41 * 1.05 = 29.83 = 30 мм
dn = 30 - 5 = 25 мм - диаметр под подшипник.
5.6 Суммарная реакция на опорах.
Ra = = 1749.78 H
Rв = = 594.48 H
Промежуточный вал:
= = 0.1395
RAX = = =
- 185.54 H
RБX = = = 749.87 H
5.7 Вертикальная плоскость.
RAY = = = 3546.077 H
RБY = = = 3987.66 H
Ra = = = 3550.93 H
Rб = = = 4057.55 Н
5.8 Диаметр вала в опасном сечении.
d = 10 = 10 = 45.64 мм
d6 = 1.05 * 45.64 = 47.922 = 48 мм
= = 2.11 1.6
dn = 48 - 8 = 40 мм
Выходной вал:
электромеханический привод конвейер подшипник
5.9 Горизонтальная плоскость.
Rax = = = 690.47 H
Rбх = = = 1196.82 H
= Rax (l1 + l2) = 690.47 * 0.135 = 93.21 H м
5.10 Вертикальная плоскость.
Ray = = = 1897.41 H
Rбy = = = 3352.099 H
= Ray (l1 + l2) = 1897.41 * 0.135 = 256.15 Нм
Ra = = 2019.14 H, Rб = = 3559.35 H
dn = d03 + 2 = 73 + 2 = 75 мм
d6 = dn + 10 = 75 + 10 = 85 мм
5.11 Расчет вала по коэффициенту запаса усталостной прочности.
· d = 30 мм
· Моменты сопротивления
Wx = 0.1 * = 0.1 * = 2700 м
Wp = 0.2 * = 0.2 * = 5400 м
· Изгибающий момент
MУ = 101
· Крутящий момент
T1 = 59.31 H * м
· Амплитудное напряжение при изгибе
дa = = = 37.41 мПа
· Амплитудное напряжение при кручении
фa = = = 10.98 мПа
· Эффективные коэффициенты концентрации напряжения
Kд = 2.17 Kф = 2.24
· Коэффициенты состояния поверхности
ед = еф = 0.77
· Коэффициенты состояния поверхности
вд = вф = 2.5
· Коэффициент запаса прочности
nд = = = 7.59
nф = = = 15.65
n = = = 6.83
д-1 = 320 мПа
ф-1 = 200 мПа
6. Подшипники
6.1 Первый подшипник
= = 0.25 V = 1
Радиальный шариковый подшипник
dn = 25 мм
№ = 305 D = 62 B = 17
Динамическая грузоподъемность С = 22.5 кН
Статическая грузоподъемность С0 = 11.4 кН
Параметр e = 0.518 * ( = 0.37, X = 1 Y = 0
Эквивалентная нагрузка
P = (X * V * Fr + Y * Fa) * Kд * Kt
P = (1 * 1 * 1.749 + 0) * 1.2 * 1 = 2.0988 кН
Расчетно-динамическая грузоподъемность
Сp = P *
Cp = 17.17 кН
Сp < C
6.2 Второй подшипник
= = 0.11
dn = 40 мм
№ = 308 D = 90 мм B = 23 мм
Динамическая грузоподъёмность С = 41 кН
Статическая грузоподъемность С0 = 22.4 кН
Параметр
e = 0.518 * ( = 0.518 * ( = 0.2
Эквивалентная нагрузка
P = (X * V * Fr + Y * Fa) * Kд * Kt
P = (1 * 1 * 4.057 + 0) * 1.2 * 1 = 4.87 кН
Расчетно-динамическая грузоподъемность
Сp = P (
Cp = 10.54 кН
Сp < C
6.3 Третий подшипник
1) Эквивалентная нагрузка
P = (X * V * Fr + Y * Fa) * Kд * Kt
P = (1 * 1 * 2.02 + 0) * 1.2 * 1 = 2.424 кН
dn = 80, № = 216 D = 140 B = 26
Динамическая грузоподъемность С = 70.2 кН
Статическая грузоподъемность С = 45 кН
Расчетно-динамическая грузоподъемность
Сp = P * (, Cp = 3.24 кН, Сp < C
7. Шпонки
7.1 Первая шпонка.
d = 26 мм
lст = 40 мм
Т1 = 59
в = 8 t1 = 4
h = 7
l = 40 - 4 = 36 мм
lp = l - в = 36 - 8 = 28 мм
дсм = = = 54.029
7.2 Вторая шпонка.
d = 48 мм
lст = в2 = 50 мм, Т2 = 519
в = 14 t1 = 5.5, h = 9
l = 50 - 5 = 45 мм
lp = l - в = 45 - 14 = 31 мм
дсм = = 122.5
7.3 Третья шпонка.
d = 85 мм
lст = в4 = 86 мм
Т3 = 1287
в = 25 t1 = 9, h = 14
l = 86 - 6 = 80 мм
lp = l - в = 80 - 25 = 55 мм
дсм = = 110.12
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектирование электромеханического привода передвижения тележки для подачи в ремонт и выкатки из ремонта дизелей локомотива. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Расчет тихоходной ступени редуктора. Выбор подшипников качения и шпонок.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.11.2011Проектирование привода электрической лебедки. Кинематический расчет и выбор требуемого электродвигателя, проектный расчет червячной передачи редуктора. Выбор муфт, определение размеров основных элементов сварной рамы электромеханического привода.
курсовая работа [365,0 K], добавлен 04.05.2014Выбор электродвигателя и кинематический расчёт. Данные для проектирования электромеханического привода. Расчет зубчатых колес и валов редуктора. Определение конструктивных размеров шестерни и колеса, корпуса редуктора. Выбор сорта масла для редуктора.
курсовая работа [561,0 K], добавлен 22.07.2011Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Определение параметров приводного вала. Расчет цилиндрических зубчатых передач на прочность. Выбор материала и вида термообработки зубчатых колес. Расчет валов; выбор подшипников, шпонок, муфты.
курсовая работа [177,3 K], добавлен 13.02.2016Цепной транспортер: краткое описание, принцип работы и его назначение. Кинематический расчет привода. Расчет зубчатых передач и подшипников. Проверочный расчет валов на прочность. Выбор смазки редуктора. Подбор муфты и порядок сборки привода конвейера.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 09.07.2016Энергетический и кинематический расчет привода, выбор материала, определение допускаемых напряжений для зубчатых передач. Расчет и выбор тихоходной и быстроходной зубчатых передач, валов, подшипников качения, шпоночных соединений, муфт; смазка редуктора.
курсовая работа [173,4 K], добавлен 08.09.2010Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Определение параметров закрытой и клиноременной передач, элементов корпуса. Эскизная компоновка и расчет валов. Вычисление шпоночного соединения и подшипников качения. Выбор муфты и смазки редуктора.
курсовая работа [772,0 K], добавлен 18.03.2014Описание электромеханического привода ленточного транспортера. Выбор электродвигателя и расчет его мощности. Кинематический и геометрический расчет редуктора. Выбор опор валов. Расчет передаточного отношения редуктора, времени разгона и выбега привода.
курсовая работа [309,2 K], добавлен 25.09.2012Проектирование привода пластинчатого конвейера по заданным параметрам. Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя и редуктора. Расчет открытой зубчатой передачи. Компоновка вала приводных звездочек. Расчет комбинированной муфты.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.10.2011Данные для разработки схемы привода цепного конвейера. Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчёт клиноремённой и червячной передачи. Ориентировочный и приближенный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора. Подбор подшипников качения.
курсовая работа [954,9 K], добавлен 22.03.2015
