МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
«Привод ленточного конвейера»
Цель курсовой работы.
Данные методические рекомендации предназначены для студентов, выполняющих курсовой проект по курсу «Детали машин» и «Прикладная механика» в сокращенном варианте параллельно с читаемым курсом и служат для закрепления материала курса, для лучшего усвоения специальных дисциплин, понимания принципов функционирования технологического оборудования, а также способствуют приобретению навыков расчета и проектирования этого оборудования.
Содержание и порядок выполнения курсовой работы.
В качестве объекта расчета для курсового проекта используется привод ленточного конвейера, состоящий из двигателя, соединительной муфты, одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора, цепной передачи с предохранительным устройством и приводного барабана с опорами. Схема привода приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема привода ленточного конвейера: 1 – электродвигатель,
2 – муфта, 3 – редуктор, 4 – цепь, 5 – барабан конвейера, 6 – лента
конвейера
Работа включает в себя необходимые расчеты по подбору двигателя и расчет редуктора. В работе должно быть приведено описание конструкции редуктора, метода его сборки и смазки. Все это должно сопровождаться необходимыми чертежами в тексте пояснительной записки.
Графическая часть работы содержит эскизный проект (чертеж) редуктора на миллиметровке – горизонтальный разрез (формат А1 или А2), рабочие чертежи двух сопряженных деталей (тихоходного вала и зубчатого колеса). В Приложении к данным методическим рекомендациям приведены типовые чертежи этих деталей. При выполнении расчетов в качестве рабочих зависимостей используются формулы, предлагаемые в [1], [4] и [6]. Графическая часть работы требует от студента самостоятельной проработки литературы по [2], стр. 41-52, 288-291, 318-356 и [6]. Порядок выполнения и оформления работы с необходимыми комментариями излагаются в нижеприведенном примере.
Необходимые справочные данные приведены в тексте по ходу изложения материала или в приложении к данному методическому пособию. Титульный лист пояснительной записки оформляется согласно рис. 2. Вторая страница должна содержать задание на курсовую работу, дальнейшие расчеты сопровождаются нумерацией страниц.
| Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Кафедра «Детали машин и теория механизмов» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ «ПРИВОД ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА» Студент ___________________________ Преподаватель _____________________ 201___ | ||
Рис. 2. Пример оформления титульного листа пояснительной записки
Пример выполнения основных этапов курсового проекта
с пояснениями и расчетами.
Провести необходимые расчеты и сделать описание основных узлов привода ленточного конвейера (Схема привода и нагрузки - на бланке задания). Работа выполняется в следующей последовательности.
1. Исходные данные:
1.Полезное окружное усилие P = S1 – S2 = 6200 Н.
2.Скорость ленты конвейера V = 1,1 м/с.
3.Диаметр барабана D = 300 мм
4.Срок службы K лет = 5 лет
5.Коэффициент годовой загрузки К год =0,5
6.Коэффициент суточной загрузки К сут =0,3
7.График нагрузки прилагается.
Рис. 3. График нагрузки
2. Расчёт требуемой мощности электродвигателя и выбор серийного электродвигателя.
Выбор электродвигателя предусматривает определение его мощности, типа, частоты вращения вала и основных размеров (в частности, диаметр вала двигателя). Мощность электродвигателя определяется зависимостью:
(Вт)
где Р – усилие рабочего органа привода (Н), V – линейная скорость рабочего органа привода (м/с), η – суммарный КПД привода.
Последовательность действий по выбору электродвигателя следующая:
- определение суммарного КПД привода;
- определение мощности на рабочем органе;
- определение потребной мощности электродвигателя;
- определение частоты вращения рабочего органа (барабана транспортера);
- определение потребной частоты вращения вала электродвигателя.
Далее рассмотрим на нашем примере ход реализации указанной последовательности действий.
2.1. Суммарный КПД привода η = η1 · η2 · η3 …. η j, где η i - КПД каждого составляющего элемента (передачи, подшипников и т.д.) привода.
hпр = hм·hцп·hц·hоп = 0,99·0,97·0,94·0,99=0,894,
где: hм = 0.99 - КПД муфты;
hцп = 0.97 - КПД зубчатой цилиндрической передачи;
hц = 0,94 - КПД цепной передачи;
hоп = 0,99 - КПД пары подшипников качения на барабане.
Примечание: значения КПД см. табл. 1.
2.2. Мощность на рабочем органе
N ро = P·V /1000 =6200·1.1/1000= 6.82 кВт.
2.3. Потребная мощность электродвигателя
N пдв = N ро / hпр = 6,82/0,893 = 7,63 кВт
2.4. Частота вращения рабочего органа
n ро = 60·V·1000/(3.14·D) = 60·1.1·1000/3.14/300 = 70,1 об/мин
2.5. Потребная частота вращения вала электродвигателя
n nдв = n ро· U цп· U ц = 70,1·5·2,5 = 876 об/мин,
где: U цп = 5 - среднее значение передаточного числа цилиндрической передачи; U ц = 2,5 - среднее значение передаточного числа цепной передачи.
Примечание: средние значения рекомендуемых передаточных чисел приведены ниже в табл. 2.
Таблица 1. Коэффициент полезного действия
| Наименование передачи или узла | КПД | Рекомендуемые обозначения |
| Пара цилиндрических колес закрытой передачи То же открытой передачи | 0,97÷0,98 0,95÷0,96 | ηцп |
| Пара конических колес закрытой передачи То же открытой передачи | 0,96÷0,97 0,90÷0,95 | ηкп |
| Закрытая червячная передача при: однозаходном червяке двухзаходном червяке четырехзаходном червяке Если заходность червяка неизвестна |
0,70÷0,75
0,75÷0,82
0,85÷0,92
 0,88
| ηчп |
| Передача цепная закрытая То же открытая | 0,96÷0,98 0,92÷0,94 | ηц |
| Ременная передача | 0,94÷0,96 | ηр |
| Фрикционная передача закрытая То же открытая | 0,94÷0,96 0,90÷0,95 | ηф |
| Планетарные передачи(для предварительных расчетов передача планетарная одноступенчатая то же двухступенчатая | 0,90÷0,97 0,85÷0,90 | ηпп |
| Муфта компенсирующая Муфта упругая | 0,99÷1,00 0,98÷1,00 | ηм |
| Пара подшипников качения Пара подшипников скольжения | 0,99÷0,995 | ηоп |
Примечание. Значение КПД приведены с учетом потерь в опорах качения
Таблица 2. Рекомендуемые значения передаточных чисел
одноступенчатого редуктора
| Тип передачи | U | U max | Допускаемые отклонения |
| зубчатая цилиндрическая | 2…5 | 6,3 | при 
при 
|
| зубчатая коническая | 1…4 | 6,3 | ±3% |
| червячная | 8…63 | 
| |
| цепная передача | 1,5...4 | ||
| ременная передача | 2...4 |
2.6. Выбор стандартного электродвигателя.
По рассчитанной мощности Р и диапазону nэд из табл.3 выбираем электродвигатель таким образом, чтобы его номинальная мощность 
, а номинальная частота nном вращения вала была самой близкой (из возможных вариантов) к большему значению диапазона nэд. В этом случае размеры и стоимость электродвигателя будут наименьшими. При этом следует иметь в виду, что большая частота вращения вала электродвигателя при одинаковой мощности вызывает увеличение передаточного числа редуктора, а, следовательно, увеличение его длины и высоты. Меньшая частота вращения вызывает увеличение размеров электродвигателя и увеличение ширины зубчатых колес, а, следовательно, уменьшение размеров редуктора.
Выбираем электродвигатель марки 132М6/970 со следующими характеристиками:
| Тип 132М6/970 | nсинхр. об/мин | Nдв, кВт 7,5 | Nдв. об/мин | Тмах/Тном 2.5 |
Примечания:
- Диаметр вала выбранного двигателя d вдв = 38 мм, см. Приложение 1.
- Допускаемая перегрузка D при переменной нагрузке допускается до D = 10÷12 %. В нашем случае D = (7.63 - 7.5)·100/7.5 = 1.7% < 10%, что допустимо.
Определение общего передаточного числа привода. Распределение передаточного числа между цепной передачей и редуктором. Определение частоты вращения, мощностей и крутящих моментов на валах привода.
Данная часть расчета выполняется в последовательности, определенной в заголовке этого раздела.
Таблица 3. Двигатели закрытые обдуваемые единой серии 4А (тип/асинхронная частота вращения, об/мин)
| Мощ-ность, кВт | Синхронная частота, об/мин | |||||||
| Tmax/ Tном | Tmax/ Tном | Tmax/ Tном | Tmax/ Tном | |||||
| 0,25 | - | - | - | - | 63В6/890 | 2,2 | 71В8/680 | 1,7 |
| 0,37 | - | - | - | - | 71А6/910 | 2,2 | 80А8/675 | 1,7 |
| 0,55 | 63B2/2740 | 2,2 | 71А4/1390 | 2,2 | 71В6/900 | 2,2 | 80В8/700 | 1,7 |
| 0,75 | 71А2/2840 | 2,2 | 71В4/1390 | 2,2 | 80А6/915 | 2,2 | 90LA8/700 | 1,9 |
| 1,1 | 71В2/2810 | 2,2 | 80А4/1420 | 2,2 | 80В6/920 | 2,2 | 90LB8/700 | 1,9 |
| 1,5 | 80A2/2850 | 2,6 | 80В4/1415 | 2,2 | 90L6/935 | 2,2 | 100L8/700 | 1,9 |
| 2,2 | 80В2/2850 | 2,6 | 90L4/1425 | 2,4 | 100L6/950 | 2,2 | 112МА8/700 | 2,2 |
| 90L2/2840 | 2,5 | 100S4/1435 | 2,4 | 112МА6/955 | 2,5 | 112МВ8/700 | 2,2 | |
| 100S2/2880 | 2,5 | 100L4/1430! | 2.4 | 112МВ6/950 | 2,5 | 132S8/720 | 2,6 | |
| 5,5 | 100L2/2880 | 2,5 | 112М4/1445. | 2,2 | 132S6/965 | 2,5 | 132М8/720 | 2,6 |
| 7,5 | 112М2/2900 | 2,8 | 132S4/1455 | 3,0 | 132М6/970 | 2,5 | 160S8/730 | 2,2 |
| I132M2/2900 | 2,8 | 132M4/1460 | 3,0 | 160S6/975 | 2.0 | 160М8/730 | 2,2 | |
| 160S2/2940 | 2,2 | 160S4/1465 | 2,3 | 160M6/975 | 2,0 | 180М8/730 | 2,0 | |
| 18,5 | 160М2/2940 | 2,2 | 160М4/1465 | 2,3 | 180М6/975 | 2.0 | - | - |
| 180S2/2945 | 2,5 | 180S4/1470 | 2,3 | 200L6/975 | 2,4 | - | - | |
| 180M2/2945 | 2,5 | 180М4/1470 | 2,3 | - | - | - | - |
Присваиваем валам номера I; II; III, начиная с входного (быстроходного) вала редуктора, и отмечаем это на кинематической схеме привода.
3.1 Общее передаточное число привода
Uобщ.= nдв/nро = 970/70,1=13,84
3.2. Принимаем передаточное число цилиндрической передачи редуктора
Uцп = Uред = 5,0.
Примечание: рекомендуемые стандартные передаточные числа для одноступенчатых цилиндрических редукторов следующие: U =2.5; 3.15; 3.55; 4.0; 4.5; 5.0. Допускаемые отклонения до 4% [4, табл.6].
3.3. Определяем передаточное число (отношение) для цепной передачи
Uц =Uобщ / Uред = 13,84/5 = 2,77.
Принимаем: Uц = 2,8.
3.4. Действительное передаточное число привода
Uпр = Uцп·Uц = 5·2,8 = 14.
3.5. Относительная погрешность передаточного числа
D% =(Uобщ – Uпр)· 100/ Uобщ = (13.84-14)∙100/13.84 = - 0,87% < 4%, что допустимо.
3.6. Частота вращения валов:
- входного (быстроходного) n I = n дв = 970 об/мин;
- выходного (тихоходного) n II = n I / Uцп = 970/5 = 194 об/мин;
- вала барабана (рабочего органа) n III = n II /Uц = 194 /2,8 = 69,3 об/мин.
3.7. Мощность на валах (расчет ведем по потребной мощности двигателя.)
- на входном валу NI = Nпдв·hм = 7,63·0,99 = 7,55 кВт;
- на выходном валу NII = NI·hцп = 7,55·0,97 = 7,32 кВт;
- на валу барабана NIII = NII·hц·hоп = 7,32·0,94·0,99 = 6,81кВт.
2.8. Крутящий момент на валах:
- на входном валу TI = 9550· NI / n I = 9550·7,55/970 = 75,43 Нм;
- на выходном валу TII = 9550· NII/ n II = 9550·7,32/194 = 360,34Hм;
- на валу барабана ТIII = 9550· NIII /n III = 9550·6,81/69.3 = 938,46 Hм. 938.46
ПОЯСНЕНИЯ ПО ДВИГАТЕЛЯМ
