Расчет приводной станции конвейера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный университет дизайна и технологии

Новосибирский технологический  институт Московского государственного

университета  дизайна т технологии

(НТИ МГУДТ (филиал))





Кафедра механики и инженерной графики









       

Работа зачтена

      



     

___________________________



   



“____”________________ 2011 г.









КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1





	Дисциплина:   Детали машин и основы конструирования

	Тема:  Расчет приводной станции конвейера

	Обозначение:

 









	Исполнитель:    





	 





Новосибирск – 2011


Схема приводной станции представлена на рисунке 1.





1 – электродвигатель; 2 – ведущий шкив; 3 – ведомый шкив;

4 – клиновый ремень; 5 – цилиндрический редуктор; 6 – муфта; 7 – пластина.

I – вал электродвигателя; II – входной вал редуктора;

III – выходной вал редуктора.

Рисунок 1 – Схема приводной станции











Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

КМ.073.001.



 Разраб.

СтариковаЕ.И.

 Провер.

Ермолаев В.Ф.



 Реценз.



 Н. Контр.



 Утверд.



Расчет приводной станции конвейера

Лит.

Листов

15

Мощность на приводном валу (приводн. элементе) Рп.в=0,35кВт;

частота вращения вала электродвигателя n э.д  =1000х0,96 об/мин;

частота вращения вала приводного элемента n п.в.  =21 об/мин;




Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3



Содержание

	1 Подбор электродвигателя	4

	1.1 Определение КПД	4

	1.2 Определение расчетной мощности электродвигателя	4

	1.3 Выбор электродвигателя	4

	2 Определение кинематических и силовых характеристик на валах привода	5

	2.1 Определение общего передаточного отношения	5

	3 Определение мощности и крутящих моментов на валах приводной станции	9

	3.1  Характеристики на первом валу	9

	3.2  Характеристики на втором валу	9

	3.3 Характеристики на третьем валу	10

	4 Расчет клиноременной передачи	10

	Список использованных источников	15




1 Подбор электродвигателя

1.1 Определение КПД

Общий КПД привода вычисляется как произведение КПД отдельных передач, учитывающих потери во всех элементах кинематической цепи привода:



где 1 –КПД клиноремённой передачи, 1=0,96;

       2 – КПД цилиндрического редуктора, 2=0,97;

       3 – КПД соединительной упругой муфты, 3=0,98;

       4 – КПД пары подшипников, 4=0,99.

                                   				 (1.1)



1.2 Определение расчетной мощности электродвигателя

Расчетная мощность на валу электродвигателя:

 ,

где	1.25 – коэффициент перегрузки;

 – мощность на приводном элементе, кВт;



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

 – общий  КПД привода.



Рр. =                                          			(1.2)	

1.3 Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбираем из справочника по следующим критериям:

– ,	т.о. ,

– 	т.о. 0,49≤Рэ.д.,

Этому соответствует электродвигатель:

электродвигатель АИР71В6/960 N=0,55кВт 

– типоразмер  АИР71В6;

– мощность электродвигателя – Рэ.д=0,55 кВт; 

– синхронная частота вращения вала электродвигателя –                    

Схема электродвигателя представлена на рисунке 2.





Рисунок 2 - Схема электродвигателя



2 Определение кинематических и силовых характеристик на валах привода

2.1 Определение общего передаточного отношения



где uo – общее передаточное число;

io – общее передаточное отношение.





Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5



где	 - частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

	 - частота вращения приводного вала,  



io=iр.п.·iред.   (Ио=Ир.п.·Иред.)

Ик.п.=1,2-4

Определение минимального и максимального передаточного отношения редуктора.





Цилиндрический редуктор выбираем из справочника по следующим критериям:

11,43≤И≤38,09

Этому соответствует двухступенчатый цилиндрический редуктор:

– типоразмер – Ц2У-160;

– крутящий момент –  ;

– передаточное число - .

По ГоСТ 20758-75





В результате чего выполнена разбивка передаточного отношения по степеням.









Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

Схема цилиндрического редуктора представлена на рисунке 3.



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7



Рисунок 3 - Схема двухступенчатого цилиндрического редуктора



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8



Рисунок 4 - Схема двухступенчатого цилиндрического редуктора









3 Определение мощности и крутящих моментов на валах приводной станции

На валах приводной станции (рисунок 1) определяются следующие характеристики:

–  – частота вращения вала, об/мин;

–  – угловая скорость вала, рад/с;

–  – мощность на валу, кВт;

–  – крутящий момент на валу, Н*м;

–  – номер вала.



3.1  Характеристики на первом валу

Характеристики на первом валу имеют следующие значения







Р1=Рэ.д. = 0,55кВт







Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9









3.2  Характеристики на втором валу

Характеристики на втором валу имеют следующие значения



об/мин)



 









3.3 Характеристики на третьем валу

Характеристики на третьем валу имеют следующие значения











Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10









4 Расчет клиноременной передачи

Исходя из передаваемой мощности Рэ.д=0,55 кВт рекомендуемые сечения ремней О и А.

Схема клиноременной передачи представлена на рисунке 5.



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11







Рисунок 5 – Схема клиноременной передачи



Расчет приводной станции для обоих сечений и результаты сводятся в таблицу 1.



Таблица 1 – Расчет клиноременной передачи

№ этапа

Определяемый параметр, расчетная формула,

подстановка, единица измерения

Результат расчета





О

А

1

2

3

4



Диаметр ведущего шкива D1, мм

63

90



Передаточное отношение UКЛП

1,82

1,82



Расчетный диаметр ведомого шкива 

D2, мм

D2=D1* UКЛП(1-ε)

где ε – коэффициент упругого скольжения ремня,

 ε=0,02

О: D2=63*1,82(1-0.02)=112,4

А: D2=90*1,82(1-0.02)=160,5

Принимаем ближайший стандартный диаметр шкива D2 , мм











112,4

125











160,5

180



Предварительное межосевое расстояние а, мм

а≥0.55(D2+ D1)+h, 

где h – высота ремня, мм

О: а≥0.55(63+125)+7=110,4

А: а≥0.55(90+180)+8=156,5





110,4





156,5



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12







Расчетная длина ремня L, мм

L= 

О: L=

Б: L=

Принимается большая на 3-4 ступени стандартная длина ремня Lстанд









524,7









710













749,8





1000



Уточняем межосевое расстояние aw , мм

aw=0.25[(Lст-w)+  ], мм

где w = (D2+D1)/2;

        y = (D2+D1)2/2.

О: w = (63+125)/2=94,         

А: w = (90+180)/2=135;

О: y = (63+125)2/2=17672,

А: y = (90+180)2/2=36450;

О: aw=0.25[(710 – 94) +

+  ]=276

А: aw=0.25[(1000 – 135) +  +  ]=385,2













94



17672









276













135



36450













385,2

7)

Определяем угол обхвата на ведущем шкиве α1, град

α1 = 180˚ - ((D2 - D1)/ aw)*60˚ ≥ αmin = 120˚

              О: α1 = 180˚ - ((125 - 63)/ 276)*60˚=166,5

              В: α1 = 180˚ - ((180 - 90)/ 385,2)*60˚=166







166,5









166

8)

Определяем скорость движения ремня   v, м/с

 v = ω1*D1/2

О: v = 100*0,063/2=3,2

А: v = 100*0.09/2=4,5





3,2







4,5

9)

Определяем число ремней передачи  Z , шт

Z=Pэ.д./( Po*kα*kυ),

где Pэ.д. – мощность электродвигателя,

       Po – мощность допускаемая на  один ремень,

       kα– коэффициент учитывающий угол обхвата,

       kυ(2) – коэффициент учитывающий характер нагрузки и режим работы.

О: Z = 0,55/0,242*0,97*1=2,34

              А: Z = 0,55/0,7*0,97*1=0,81







0,242

0,97

1



3









0,79

0,97

1





1

10)

Сила давления на валы и опоры от натяжения ремней R, Н

R = 2*So*Z*sin(α1/2),

где Sо – начальное натяжение ремня

So= σo*A

где σo – допускаемое напряжение материала ремня, МПа

       А – площадь поперечного сечения ремня, мм2

          О: So=1.5*47=70,5

          А: So=1.5*81=121,5

               О: R = 2*70,5*2*sin(166,5/2)=280                                                

               А: R = 2*121,5*1*sin(166/2)=241,18













70,5



280

















121,5





241,18



Окончательно выбираем клиноременную передачу с ремнями сечения А, потому что:

1) Нагрузка распространяется на три ремня равномерно;

2) Сцепление у трёх ремней будет больше из-за увеличения поверхности сцепления;

3) При порыве ремня дешевле заменить один ремень меньшего сечения.



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13



Осевое сечение ведущего шкива представлено на рисунке 6.



Фактическая uКЛП=D2/D1=180/90=2

Расчетная uКЛП=1.82

Вычислим процент погрешности

(2-1,82)/1,82=0,098%








Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14






Список использованных источников

1. Андриенков Е.В., М.И. Семин, Г.И. ХаритоновОсновы деталей машин

Учеб. Пособие для студ. Высш. Техн. Учебн. Заведений –М.: Гуманит. Изд. Центр Владос, 2003. – 208с.:ил.

2. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. Пособие для студентов втузов- М.: Высш.шко, 2000. – 383 с.: ил.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 1 / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 1979. – 728 с.





Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15