Кинематический и силовой расчет привода. Основы проектирования и конструирования:
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине
Основы проектирования и конструирования:
Выполнила: студентка
гр. ЭГ-03 Капранова Е.И.
Проект допущен к защите
«____» декабря 2012 г.
__________ д.т.н., профессор
Пашковский И.Э.
Проект защищен с оценкой
«__________»
«____» декабря 2012 г.
__________ д.т.н., профессор
Пашковский И.Э.
Королев, 2012
Задание на проектирование
Спроектировать привод пластинчатого конвейера для транспортировки сырья со склада фабрики в цех. Разработать технологический процесс изготовления вала редуктора.
Кинематическая схема привода
| Параметры | Ед. измер. | Вариант № 0 |
| F4 | кН | |
| V4 | м/с | 0,05 |
| t | мм | |
| z | - |
Режим работы – Л (легкий)
F4,V4 – окружная сила, скорость на приводных звездочках конвейера
t, z – шаг и число зубьев приводной звездочки конвейера
2. Содержание
| 1. | Задание на проектирование | |
| 2. | Содержание | |
| 3. | Проектирование привода пластинчатого конвейера | |
| 3.1. | Описание привода | |
| 3.2. | Кинематический и силовой расчет привода | |
| 3.3. | Выбор редуктора | |
| 3.4. | Уточненный кинематический и силовой расчет привода | |
| 3.5. | Проектирование клиноременной передачи | |
| 3.6. | Выбор соединительной муфты | |
| 4. | Проектирование технологического процесса изготовления вала редуктора | |
| 4.1. | Анализ служебного назначения и технических условий на изготовление детали. Химический состав, структура и механические свойства материала детали | |
| 4.2. | Определение типа производства | |
| 4.3. | Выбор вида и технико-экономическое обоснование способа получения заготовки | |
| 4.4. | Разработка плана механической обработки основных (наиболее точных) поверхностей заготовки | |
| 4.5. | Разработка маршрута механической обработки | |
| 4.6. | Расчет припусков и начальных размеров исходной заготовки | |
| 4.7. | Проектирование операций механической обработки | |
| 4.8. | Расчет нормы времени и себестоимости операций | |
| 5. | Библиографический список |
3. Проектирование привода пластинчатого конвейера
Описание привода
Привод цепного конвейера предназначен для передачи движения и мощности от электродвигателя к рабочему органу и состоит из следующих элементов: электродвигателя, клиноременной передачи, редуктора, соединительной муфты и рабочего органа.
В общем машиностроении большинство машин приводят в движение от трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Эта разновидность электродвигателей отличается простотой конструкции и обслуживания, надежностью в эксплуатации и сравнительно низкой стоимостью.
От электродвигателя движение передается на редуктор следующим образом. На валу электродвигателя закреплен посредством шпоночного соединения ведущий шкив клиноременной передачи. На быстроходном валу редуктора таким же образом закреплен ведомый шкив клиноременной передачи. Шкивы соединены двумя клиновыми ремнями, которые и приводят в движение тихоходный вал клиноременной передачи (он же быстроходный вал редуктора). Ведущий шкив имеет меньший диаметр, чем ведомый, за счет чего понижается передаваемое число оборотов.
Редуктор представляет собой закрытую двухступенчатую зубчатую передачу. При помощи каждой из ступеней редуктора понижается число оборот в n раз. Тихоходный вал редуктора при помощи муфты связан с приводным валом рабочего органа, в данном случае – цепного (пластинчатого) конвейера.
Кинематический и силовой расчет привода
Поскольку привод нереверсивный, то по рекомендациям [9, с.18] ориентируемся на электродвигатель с синхронной частотой вращения nc = 1500 об/мин.
Определяем мощность на приводном валу конвейера по формуле
Рк = Мк×nк/9,55,
где Мк – момент на приводном валу конвейера, Н×м;
nк – число оборотов приводного вала конвейера, об/мин.
Мк = F4 × 0,5 D4 = 0,5 × t / [ Sin (180/z)],
где D4 – диаметр приводных звездочек конвейера, мм;
F4 - окружная сила на приводных звездочках конвейера, Н;
t - шаг приводной звездочки конвейера, мм;
z – число зубьев приводной звездочки конвейера.
D4 = 80 / [Sin (180/8)] = 208,9 мм
Мк = F4 × 0,5 D4 = 40 × 103 × 0,5 × 208,9 × 10-3 = 4178 Н×м
nк = V4 / (π × D4) = 0,05 ×60 / (3,14 × 208,9 × 10-3) = 4,57 об/мин
Тогда мощность на приводном валу конвейера
Рк = 4178 × 4,57 / 9,55 = 1999 Вт = 2 кВт
Мощность электродвигателя определяем по формуле
Рэд = Рк / ηобщ,
где ηобщ – общий КПД привода. Принимаем [9, с.18] коэффициент полезного действия редуктора 0,97, ременной передачи – 0,96. Общий КПД – ηобщ = 0,96 × 0,97 = 0,93. Тогда:
Рэд = 2 / 0,93 = 2,15 кВт.
По справочным данным [3, с. 300] принимаем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый 4А90L4У3
- мощность – 2,2 кВт;
- частота вращения – 1425 мин-1;
- диаметр выходного конца вала – 24 мм.
При данной частоте вращения общее передаточное отношение привода
iобщ = nэд / nк = 1425 / 4,57 = 311,8
Предварительно принимаем передаточное отношение ременной передачи [9, с. 18]
iрем = 2…5, iрем = 4
Тогда передаточное отношение редуктора составит
iред = iобщ / iрем = 311,8 / 4 = 77,95
Выбор редуктора
По заданию (кинематическая схема) предусмотрена установка цилиндрического двухступенчатого редуктора.
Предварительно выбираем цилиндрический двухступенчатый редуктор типа Ц2.
Наиболее близким по передаточному отношению является редуктор Ц2-250-50 со следующими характеристиками:
- номинальное передаточное число – 50;
- фактическое передаточное число – 50,94;
- коэффициент полезного действия – 0,97;
- частота вращения быстроходного вала – 750 об/мин;
- диаметр выходного конца быстроходного вала – 30 мм;
- диаметр выходного конца тихоходного вала – 65 мм (вариант).
- диаметр зубчатой муфты (вариант – тихоходный выходной конец тихоходного вала изготавливается в виде части зубчатой муфты) – 147 мм.