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 – 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) Р_п.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

8

Содержание

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

9

– общий КПД привода.

Р_р. = (1.2)

1.3 Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбираем из справочника по следующим критериям:

– , т.о. ,

–  т.о. 0,49≤Р_э.д.,

Этому соответствует электродвигатель:

электродвигатель АИР71В6/960 N=0,55кВт

– типоразмер АИР71В6;

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

– синхронная частота вращения вала электродвигателя –

Схема электродвигателя представлена на рисунке 2.

Рисунок - 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

10

где - частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- частота вращения приводного вала,

i_o=i_р.п.·i_ред. (Ио=И_р.п.·И_ред.)

И_к.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

11

Схема цилиндрического редуктора представлена на рисунке 3.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

Рисунок - Схема двухступенчатого цилиндрического редуктора

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

Рисунок - 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=Р_э.д. = 0,55кВт

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

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

14

4 Расчет клиноременной передачи

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

Схема клиноременной передачи представлена на рисунке 5.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

Рисунок – 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 U_КЛП

1,82

1,82

Расчетный диаметр ведомого шкива

D_2, мм

D₂=D₁* U_КЛП(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

16

Расчетная длина ремня L, мм

L=

О: L=

Б: L=

Принимается большая на 3-4 ступени стандартная длина ремня L_станд

524,7

710

749,8

1000

Уточняем межосевое расстояние a_w , мм

a_w=0.25[(L_ст-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: a_w=0.25[(710 – 94) +

+ ]=276

А: a_w=0.25[(1000 – 135) + + ]=385,2

94

17672

276

135

36450

385,2

7)

Определяем угол обхвата на ведущем шкиве α_1, град

α₁ = 180˚ - ((D₂ - D₁)/ a_w)*60˚ ≥ α_min = 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=P_э.д./( P_o*k_α*k_υ),

где P_э.д. – мощность электродвигателя,

P_o – мощность допускаемая на один ремень,

k_α– коэффициент учитывающий угол обхвата,

k_υ(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*S_o*Z*sin(α₁/2),

где S_о – начальное натяжение ремня

S_o= σ_o*A

где σ_o – допускаемое напряжение материала ремня, МПа

А – площадь поперечного сечения ремня, мм²

О: S_o=1.5*47=70,5

А: S_o=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

20

Осевое сечение ведущего шкива представлено на рисунке 6.

Фактическая u_КЛП=D₂/D₁=180/90=2

Расчетная u_КЛП=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