Разработка привода пластинчатого конвейера

    Министерство  образования Республики Беларусь

    Министерство  образования и  науки Российской Федерации

Государственное учреждение высшего  профессионального образования

    Белорусско-Российский университет 

     Кафедра “Основы проектирования машин” 
 
 
 
 
 
 
 

    Курсовая работа

      по дисциплине:

    «Детали машин и основы конструирования»

    на  тему:

    «Разработка привода пластинчатого конвейера»

    206/08-ПЗ 
 
 
 

                     Разработала студент группы           
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

          ВВЕДЕНИЕ

 

    Любая машина состоит из деталей, которые  могут быть как простыми (гайка, шпонка), так и сложными (коленчатый вал, корпус редуктора, станина станка). Детали собираются в узлы  (подшипники качения, муфты и т.д.) - законченные сборочные единицы, состоящие из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение.

    Детали  машин являются первым из расчетно-конструкторских курсов, в котором изучают основы проектирования машин и механизмов. Именно по этой дисциплине выполняют первый курсовой проект, требующий от студента знания не отдельной дисциплины, а ряда дисциплин в комплексе. Выполняя этот проект, студент использует материал, изученный в таких дисциплинах как сопромат, материаловедение, теоретическая механика и т.д. Курсовой  по деталям машин является первой по своей сути творческой работой студента.

    Основная  цель курсового проекта по деталям машин – приобретение студентом навыков проектирования. Работая над проектом, студент выполняет расчёты, учится рациональному выбору материалов и форм деталей, стремится обеспечить их высокую экономичность, надёжность и долговечность. Приобретённый студентом опыт является основой для выполнения им курсовых проектов по специальным дисциплинам и для дипломного проектирования, а так же всей дальнейшей конструкторской работы.

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1 Энергетический и кинематический расчет привода

    Определяем  мощность на выходном валу:

 Вт       (1.1)

    Частота вращения приводной звёздочки:

 мин^-1     (1.2)

    Определим общее КПД привода:

   (1.3)

    где - КПД пар подшипников

     - КПД цилиндрической закрытой  передачи

     - КПД муфты упругой

     - КПД жестко компенсирующей  муфты

        Требуемая мощность электродвигателя:

      ; 

    По  таблице 2.2[1] ориентировочно определяем общее передаточное число

привода:

    примем    передаточное отношение быстроходной ступени.

    примем    передаточное отношение тихоходной ступени.  

Ориентировочная частота вращения ротора электродвигателя:

                 (1.4)

Зная  потребную  мощность и частоту вращения выбираем двигатель:     [2],c.328: АИР112МА8    P=2,2(кВт),      n_д=750( мин^-1); 

1.2 Уточняем  передаточные отношения. Общее  передаточное число привода определяется:

        (1.5)

  примем    передаточное отношение быстроходной ступени.

      примем   передаточное отношение тихоходной ступени. 

    1.3 Определяем частоты вращения и угловые скорости валов привода:

        ;           ; (1.6)

    ;   ;

    ;   ;

1.4 Определяем мощности на валах:

      ;      (1.7)

      ;

      ;

   

1.5 Определяем вращающие моменты на валах:

      ;     (1.8)

;

     ;

     

 Значения  параметров элементов привода приведены  в таблице 1.

     

 Таблица 1 – Результаты расчётов валов

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Расчет быстроходной ступени редуктора 

Быстроходная  ступень редуктора представляет собой цилиндрическую прямозубую передачу.

    1.Определяем  число оборотов колеса

               (2.1)

2.Так как передача  нереверсивная, нагрузка спокойная  и постоянная выбираем материал колес – сталь 45XН, улучшенную, для шестерни,

для колеса –  сталь 45XН нормализованную. Определяем допускаемые напряжения для заданного материала:

шестерня НВ=265;

колеса НВ=220;

Определяем допустимые контактные напряжения и напряжения изгиба. Для выбранного материала и термообработки расчетное число циклов No=

(табл.9,8).Редуктор должен работать Т=20000ч.

 Действительное число циклов равно:

Так как  , то поправка, учитывающая срок службы, не вводиться. Следовательно:

       (2.2)

Допускаемые напряжения изгиба:

     (2.3)

где         

3.Задаемся коэффициентом ширины колеса

          (2.4)

4.Определяем межосевое расстояние из условия контактной прочности:

        (2.5)

Ориентировочно  коэффициент нагрузки принимаем r=1.3

      (2.6)

Принимаем А=110мм. 

4.Определяем ширину колеса

мм        (2.7)

шестерни

мм         (2.8) 
 

5.Нормальный модуль зацепления принимаем из условия

По ГОСТ 9563-60 принимаем

6.Зная межосевое расстояние и модуль, определяем суммарное число зубьев:

         (2.9)

Число зубьев шестерни:

,2 принимаем 12      (2.10)

Число зубьев колеса:

 принимаем 98      (2.11)

7.Определяем параметры зубчатых колес:

шестерня

мм        (2.12)

мм         (2.13)

мм        (2.14)

колесо

мм        (2.15)

мм        (2.16)

мм        (2.17) 

8. Уточняем значение коэффициента нагрузки, для чего определяем окружную скорость:

         (2.18)

  Коэффициент нагрузки соответствует выбранному ранее при данной

  окружной  скорости и твердости. Принимаем 8-ю  степень точности. 

9.Действительные контактные напряжения при принятых размерах равны:

 

10. Проверяем прочность зубьев по напряжениям изгиба

         (2.19)

11. Коэффициент  формы зуба у выбираем из  табл.9.2 по приведенному числу зубьев.

      уш=0,371      

      ук=0,482      

Определяем менее  прочное звено по произведению

Из приведенного расчета следует, что расчет нужно  вести по шестерни.

 

Перерасчет не требуется т.к. определяющим для закрытых передач является контактная прочность. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Расчет тихоходной ступени редуктора.

Тихоходная ступень редуктора представляет собой цилиндрическую

прямозубую передачу.

    1.Определяем  число оборотов колеса

         (3.1)

2.Так как передача  нереверсивная, нагрузка спокойная  и постоянная выбираем материал колес – сталь 45XН, улучшенную, для шестерни,

для колеса –  сталь 45XН нормализованную. Определяем допускаемые напряжения для заданного материала:

шестерня  НВ=265;

колеса  НВ=220;

Определяем допустимые контактные напряжения и напряжения изгиба. Для выбранного материала и термообработки расчетное число циклов No=

(табл.9,8).Редуктор должен работать Т=20000ч.

 Действительное число циклов равно:

Так как  , то поправка, учитывающая срок службы, не вводиться. Следовательно: