Глава 1 расчет привода и Выбор электродвигателя

Задание

Спроектировать привод подвесного цепного конвейера (рисунок 1), который состоит из электродвигателя, муфт, двухступенчатого редуктора, цилиндрической и конической зубчатых передач. Окружное усилие на тяговых звездочках F_t = 7 кН, окружная скорость этих звездочек v = 1,8 м/с, шаг тяговых цепей t = 25 мм и число зубьев звездочки z = 19. Срок службы конических колес 20000 – 24000 часов.

Рисунок 1 – Привод подвесного цепного конвейера

Представить расчетно – пояснительную записку с полным расчетом привода и три листа чертежей (формата А1): 1) привода; 2) цилиндрического редуктора; 3) рабочих чертежей деталей редуктора.

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект способствует закреплению, углублению и обобщению знаний и применению этих знаний к комплексному решению конкретной инженерной задачи по проектированию деталей машин.

При выполнении курсового проекта студенты используют: справочную литературу, ГОСТ, таблицы, номограммы. Приобретают навыки производства расчетов и составления расчетно-пояснительных записок к проектам.

В настоящее время привод машин и механизмов осуществляется в основном электродвигателями переменного тока с частотой вращения от 750 до 3000 об/мин. Рабочие органы машины в большинстве случаем имеют небольшую час­тоту вращения n = 20–100 об/мин (барабан, лебедки, ведущий барабан ленточ­ного транспортера и т. д.) или более высокую частоту вращения, чем у электро­двигателя.

Для преобразования вращательного движения электродвигателя на вал рабочего органа применяют механические передачи, предназначенные для исполнения целого рода других функций, основными из которых являются:

- повышение или понижение крутящего момента;

- изменение траектории или характера движения;

- регулирование и изменение скорости;

- предохранение деталей и узлов машин от поломки при перегрузках.

Для проектирования необходимо:

- знание существующих конструкций и умение в них критически разбираться;

- знание условий работы проектируемой машины;

- знание методов изготовления деталей;

- умение конкретно воплощать свои идеи в виде конструктивного чертежа.

В данном курсовом проекте разрабатывается привод подвесного цепного конвейера, состоящий из основных рабочих единиц: электродвигателя, муфт, двухступенчатого редуктора, цилиндрической и конической зубчатых передач, звездочки для тяговой цепи.

ГЛАВА 1 РАСЧЕТ ПРИВОДА И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1.1 Выбор электродвигателя

Определим требуемую мощность электродвигателя по формуле:

, (1)

где – мощность на рабочем валу, кВт;

– общий КПД привода;

F – окружное усилие на тяговых звездочках, кН;

v – окружная скорость, м/с.

, (2)

где – КПД зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, работающими в масляной ванне ( = 0,97) (табл. 4.2, [1]);

– КПД зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, работающими открыто ( = 0,93);

– КПД зубчатой передачи с коническими колесами, работающими открыто ( =0,92);

– КПД, учитывающий потери в паре подшипников скольжения ( = 0,99).

Подставив значения КПД в формулу 2, получаем:

= 0,97²∙0,93∙0,92∙0,99⁵ = 0,766.

Отсюда:

= 16,45 кВт.

По приложению А.4 [1] выбираем по ближайшему к тип двигателя. Принимаем короткозамкнутый трехфазный асинхронный двигатель серии 4АI60S2У3 мощностью 15 кВт с синхронной частотой вращения n _c=3000 об/мин.

Определим мощность на каждом валу привода:

кВт.

кВт (3)

кВт (4)

кВт (5)

кВт (6)

1.2 Кинематический расчет привода

Частоту вращения ведомого вала или ведущего вала определим по формуле:

об/мин, (7)

где – окружная скорость звездочек;

– число зубьев тяговых звездочек;

– шаг тяговых цепей.

Определим общее передаточное число привода:

; (8)

Разбиваем передаточное отношение по ступеням привода:

, (9)

где – передаточное отношение конической передачи, принимаем = 2 (таблица 4.2, [1]),

– передаточное отношение цилиндрической передачи, принимаем =2.

Определяем передаточное отношение второй ступени редуктора (таблица 4.2, [1]):

. (10)

Определяем передаточное отношение первой ступени:

; (11)

Определение частоты вращения валов привода:

n ₁ = = 3000 об/мин;

об/мин; (12)

об/мин; (13)

об/мин; (14)

об/мин. (15)

Определение крутящих моменты на валах:

; (16)

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м.

Определяем ориентировочные диаметры всех валов привода:

(17)

где [ ] – допускаемое напряжение кручения, [ ] = 13∙10⁶ Па.

м или мм;

м или мм;

м или мм;

м или мм;

м или мм.