Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

Тульский Государственный Университет

Кафедра ПМ и ДМ

Пояснительная записка

к контрольной работе

по дисциплине «Прикладная механика»

Привод цепного конвейера

ККР.ПМ.06.01.00.00.001 ПЗ

Студент группы Б660222с

Култыгин А.Ю.

Руководитель

ЮдкинЮ.П.

Тула, 2013

Содержание

• 1. Кинематический расчёт
• 2. Расчёт цепной передачи
• 3. Расчёт червячной передачи
• 3.1 Выбор материалов и допускаемых напряжений
• 3.2 Расчёт червячной передачи (на ЭВМ)
• 4. Предварительный расчёт валов
• Список использованных источников
• 1. Кинематический расчёт
• Потребная мощность привода, т.е. мощность на выходе:
• =4,15*0,6=2,49 кВт.
• Частота вращения приводного вала:
• 45 об/мин.
• Примем КПД отдельных механизмов составляющих привод цепного конвейера. По табл. 1.1, [2] примем: КПД соединительной муфты =0,98; КПД червячной передачи =0,9; КПД цепной передачи =0,93; КПД пары подшипников =0,99.
• Общий КПД привода:
• ==0,98*0,9*0,93*0,99³=0,796.
• Требуемая мощность электродвигателя:
• 2,49/0,796=3,128 кВт.
• Определим ориентировочное значение частоты вращения вала двигателя
• n`<sub>дв</sub> = n<sub>вых</sub>·u<sub>ред</sub> ·u<sub>цп</sub>
• где n`_дв - ориентировочное значение частоты вращения вала двигателя;
• u_ред - передаточное число редуктора, принимаем u_ред=10;
• i_цп - передаточное отношение цепной передачи, принимаем i_цп=2.
• n _дв = 45·2·10=900 об/мин.
• По табл. П5, [3] выбираем электродвигатель с повышенным пусковым моментом 4A112МА6УЗ с номинальной мощностью =3 кВт и частотой вращения =955 об/мин; диаметр выходного конца вала двигателя =32 мм; отношение пускового момента к номинальному 2.
• Перегрузка электродвигателя 4,3%, что меньше допускаемых 12% при переменной нагрузке.
• Общее передаточное число привода:
• u===21,22.
• Примем по табл. 1.2, [2] передаточное число червячного редуктора =10, тогда передаточное число цепной передачи:
• == =2,12.
• Частота вращения и угловая скорость вала электродвигателя:
• 955 об/мин;
• ==100 рад/с.
• Частота вращения и угловая скорость червячного вала редуктора:
• 955 об/мин;
• 100 рад/с.
• Частота вращения и угловая скорость ведомого вала редуктора:
• ==95,5 об/мин;
• ==10 рад/с.
• Частота вращения и угловая скорость приводного вала:
• ==45 об/мин;
• ==4,7 рад/с.
• Мощность на валу электродвигателя:
• 3,128 кВт.
• Мощность на червячном валу редуктора:
• 3,073*0,98*0,99= 3,035 кВт.
• Мощность на выходном валу редуктора:
• 3,035*0,9*0,99 = 2,704 кВт.
• Мощность на приводном валу:
• 2,704*0,93*0,99=2,49 кВт.
• Вращающий момент на валу электродвигателя:
• = =31,3 Н*м.
• Вращающий момент на червячном валу редуктора:
• ==30,4 Н*м.
• Вращающий момент на выходном валу редуктора:
• ==270,4 Н*м.
• Вращающий момент на приводном валу конвейера:
• ==528,4 Н*м.
• 2. Расчёт цепной передачи
• Цепная передача предназначена для передачи крутящего момента от одного механизма к другому при помощи цепи.
• Цепная передача в наиболее общем виде состоит из ведущей и ведомой звёздочек, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных цепью. цепной передача вал червячный
• К достоинствам цепных передач, определяющим области их применения, относятся: отсутствие проскальзывания, компактность, меньшие нагрузки на валы и подшипники по сравнению с ременной передачей.
• Недостатки цепных передач: удлинение цепи вследствие износа её шарниров и растяжения пластин, в результате чего она имеет неспокойный ход; наличие в элементах цепи переменных ускорений, вызывающих динамические нагрузки тем большие, чем выше скорость движения цепи и чем меньше зубьев на меньшей звёздочке; шум при работе; необходимость внимательного ухода при её эксплуатации.
• На рис. 1 приведена схема рассчитываемой цепной передачи.
• Рисунок 1 - Цепная передача
• Принимаем для цепной передачи однорядную приводную роликовую нормальную цепь ПР по ГОСТ 13568-75.
• Передаточное число цепной передачи 2,12.
• Примем число зубьев меньшей звёздочки 24 (с.259, [1]).
• Число зубьев большей звёздочки
• 24*2,12=50,88, принимаем 51.
• Примем предварительно шаг цепи р=31,75 мм (с.259, [1]).
• Площадь проекции опорной поверхности шарнира А=262 (ГОСТ 13568-75).
• Определим скорость цепи по формуле:
• 1,21 м/с.
• Мощность, передаваемая ведущей звёздочкой определена ранее:
• 2,704 кВт.
• Определим окружную силу передачи:
• 2235 Н.
• Межосевое расстояние определим по формуле:
• 40*31,75=1270 мм.
• Определим коэффициент эксплуатации передачи по формуле:
• ,
• где - коэффициент динамической нагрузки,
• принимаем 1,3 (с.260, [1]);
• - коэффициент способа регулировки натяжения цепи,
• принимаем 1 (с.260, [1]), регулировка осуществляется передвижными опорами;
• - коэффициент межосевого расстояния передачи,
• принимаем при 1 (с.260, [1]);
• - коэффициент наклона линии звёздочек к горизонту,
• принимаем для угла наклона 30° 1 (с.260, [1]);
• - коэффициент способа смазки цепи,
• принимаем для периодической смазки 1,5 (с.260, [1]);
• - коэффициент режима работы,
• принимаем 1,25 для двухсменной работы (с.260, [1]).
• Таким образом
• 1,3*1*1*1*1,5*1,25=2,438.
• Допускаемая окружная сила:
• 262*33=8646 Н,
• где 33 МПа - допускаемое давление в шарнире (табл. 14.1, [1]).
• Проверим цепь на износоустойчивость шарниров:
• ,
• где - число рядов цепи, в нашем случае .
• ;
• 2235<3546.
• Условие выполняется, т.е. цепь достаточно износостойкая.
• Определим число звеньев цепи:
• =118.
• Длина цепи:
• 118*31,75=3747 мм.
• Уточним межосевое расстояние передачи:
• 1271 мм.
• Для провисания цепи полученное значение а уменьшим на 0,0025а=0,0025*1271=3 мм, окончательно примем межосевое расстояние передачи а=1268 мм.
• Силы действующие на цепь:
• Окружная
• 2235 Н (определена выше);
• центробежная
• 3,8*1,21=5,6 Н,
• где 3,8 кг/м - масса 1 м цепи (табл. 5.13, [2]);
• от провисания
• 9,81*1,5*3,8*1268*=71 Н,
• где 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона цепи (с.86, [2]).
• Расчётная нагрузка на валы:
• 2235+2*71=2377 Н.
• Определим коэффициент запаса прочности цепи по формуле:
• ,
• где Q - разрушающая нагрузка цепи, Q=8850 кг (табл. 5.13, [2]);
• - допускаемый коэффициент запаса прочности цепи,
• 7,8 (табл. 5.16, [2]).
• 37,6.
• Следовательно, условие прочности выбранной цепи удовлетворяется.
• Определим геометрические параметры профиля зубьев (рис.2) ведущей и ведомой звёздочек.
• Делительный диаметр меньшей звёздочки:
• 243,25 мм.
• Делительный диаметр меньшей звёздочки:
• 515,75 мм.
• Наружные диаметры меньшей и большей звёздочек:
• 262,12 мм,
• где 19,05 мм - диаметр ролика (табл. 5.12, [2]);
• 545,25 мм.
• 
• Рисунок 2 - Профиль зубьев звёздочек
• Радиус впадин:
• 0,5025*19,05+0,05=9,62 мм.
• Диаметры окружностей впадин:
• 243,25-2*9,62=224,01 мм;
• 515,75-2*9,62=506,61 мм.
• Радиус сопряжения:
• 0,8*19,05+9,62=24,86 мм.
• Половина угла впадины:
• 52,5°;
• 53,82°.
• Угол сопряжения:
• 15,67°;
• 16,92°.
• Угол профиля:
• 14,33°;
• 15,77°.
• Радиус головки зуба:
• =19,05*(1,24*cos14,33+0,8*cos15,67-1,3025)-0,05=12,7 мм;
• =19,05*(1,24*cos15,77+0,8*cos16,92-1,3025)-0,05=12,45 мм.
• Радиус закругления зуба:
• 1,7*19,05=32,39 мм.
• Расстояние от вершины зуба до линии центра дуг зацеплений:
• 0,8*19,05=15,24 мм.
• Ширина зуба однорядной звёздочки:
• 0,9*19,05-0,15=17 мм,
• где 19,05 мм - расстояние между внутренними пластинами цепи (табл. 5.13, [2]).
• Расчёт предохранительного устройства
• Для предохранения привода от случайных перегрузок используем устройство с разрушающимся элементом. В качестве разрушающегося элемента принимаем штифт. Устройство устанавливаем на ведомой звездочке цепной передачи (рис.3).
• Рисунок 3 - Устройство предохранительное
• Расчётный вращающий момент срабатывания устройства:
• Т=K_рТ₄=1,4*528,4=739,8 Н?м,
• где K_р=1,4 - коэффициент режима работы (перегрузки).
• Определим диаметр штифта по формуле:
• ,
• где z - число штифтов, принимаем z=1;
• K_z - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по штифтам;
• при z=1 K_z =1;
• D₁ - диаметр расположения штифтов, принимаем D₁=150 мм;
• [?] - предел прочности на срез штифта, МПа; [?]=0,7?_в,
• где ?_в - временное сопротивление разрыву, МПа.
• Принимаем материал штифта Сталь 45 улучшенную, временное сопротивление разрыву ?_в =750 МПа, тогда
• [?]=0,7*750=525 МПа.
• .