На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Разработка механического привода

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 05.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 10. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


КОРОЛЕВСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ, ЭКОНОМИКИ И СОЦИОЛОГИИ
 
 
 
 
 
 
 
КУРСОВАЯ  РАБОТА
по дисциплине
«Основы проектирования и конструирования» 

«Разработка механического привода»
ЭЗМ-03 
 

        Работу  выполнил: студент группы ЭЗМ-03 Стрижова Ю.Е.
                          Работу принял: доцент, КТН Копылов О.А.  
 
 
 
 
 
 

Королев
2011 

 

 

Техническое задание на разработку механического привода
ленточного  транспортера
      Спроектировать  механический привод ленточного транспортера. Максимальное тяговое усилие на транспортере 1557н. Скорость движения ленты 1,2м/c. Диаметр барабана ленточного транспортера 500мм. Нагрузка транспортера спокойная, работа на нем двухсменная. Механический привод должен включать электродвигатель, ременную передачу, редуктор и цепную передачу. Наклон линии соединяющей центр барабана и передачу к горизонту ?=30o.
      Срок  службы привода Т=21·103 ч. Нагрузка нереверсивная, постоянная. В период пуска кратковременная (пиковая) нагрузка в 1,8 раза больше номинальной.
 

    
    Содержание 
 

 

    

    Введение

    Механическая  энергия, используемая для привода в движение машины-орудия, представляет собой энергию вращательного движения вала электродвигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами:
    1. Обеспечивает непрерывное и равномерное  движение при небольших потерях на трение.
    2. Позволяет иметь простую и  компактную конструкцию передаточного  механизма.
    Назначение  передач. Все современные электродвигатели для уменьшения габаритов и стоимости выполняют быстроходными с весьма узким диапазоном изменения угловых скоростей. Непосредственно быстроходный вал двигателя соединяют с валом машины редко (вентиляторы и т. п.). В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача механической энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется при помощи различных передач.
    Механическими передачами, или просто передачами, называют механизмы, передающие работу двигателя к исполнительному органу машины. Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять следующие функции:
      понижать и повышать угловые скорости, соответственно повышая или понижая вращающие моменты;
      преобразовывать один вид движения в другой (вращательное и возвратно-поступательное, равномерное в прерывистое и т. д.);
      регулировать угловые скорости рабочего органа машины; реверсировать движение (прямой и обратный ход);
      распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами машины.
    В современном машиностроении применяются  механические, пневматические, гидравлические и электрические передачи.
    В зависимости от принципа действия все  механические передачи делятся на две группы:
    1) передачи трением — фрикционные  и ременные;
    2) передачи зацеплением — зубчатые, червячные, цепные.
    Все передачи трением имеют повышенный износ рабочих поверхностей, так  как в них неизбежно проскальзывание  одного звена относительно другого.
    В зависимости от способа соединения ведущего и ведомого звеньев бывают:
    а) передачи непосредственного контакта — фрикционные, зубчатые, червячные;
    б) передачи гибкой связью — ременные, цепные. Передачи гибкой связью допускают значительные расстояния между ведущим и ведомым валами.
    В техническом задании на курсовую работу задано разработать механический привод, который состоит из двигателя и механических передач.  

 

    

    1. Обоснование выбора  передач и кинематической  схемы механического привода ленточного транспортера

    Рассмотрим  возможные типы механических передач, которые могут быть использованы в разрабатываемом механическом приводе в соответствии с техническим заданием на курсовую работу.
      1. Фрикционная передача состоит из ведомого и ведущего катков. Крутящий момент от ведущего катка к ведомому передается силами трения, которые возникают в месте контакта двух прижатых друг к другу катков.
      Основным  недостатком фрикционной  передачи является: большие нагрузки на валы и подшипники от прижимного усилия, что увеличивает их размеры и делает передачу громоздкой. Этот недостаток ограничивает величину передаваемой мощности и к.п.д. Ввиду этого для нашей разрабатываемой механической передачи ленточного привода фрикционная передача непригодна.
      2. Зубчатая передача
      В зубчатой передаче движение передается с помощью  зацепления пары зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, а большее — колесом. Термин зубчатое колесо относится как к шестерне, так и к колесу. Зубчатые передачи — самый распространенный вид механических передач, так как могут надежно передавать мощности от долей до десятков тысяч киловатт, при окружных скоростях до 150 м/сек. Зубчатые передачи широко применяются во всех отраслях машиностроения и приборостроения.
      Достоинства зубчатой передачи: высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей; малые габариты; большая долговечность; высокий к.п.д.; сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники; постоянство передаточного числа; простота обслуживания.
      Основным  недостатком зубчатых передач являются высокие требования к точности изготовления и монтажа.
      В зависимости, от конструктивного исполнения различают открытые и закрытые зубчатые передачи. В открытых передачах зубья  колес работают всухую или периодически смазываются консистентной смазкой. Закрытые передачи работают в масляной ванне; при смазке окунанием зубчатые колеса (одно из колес пары) погружают в масло на глубину до 1/3 диаметра.
      Возможные значения к.п.д. одной пары зубчатых колес представлен в табл. 1. /1/
      Таблица 1.
Средние значения к.п.д. одной пары зубчатых колес
на подшипниках  качения при передаче полной мощности
Вид передачи
Закрытая  передача Открытая передача
Степень точности изготовления
6-я  и 7-я 8-я 9-я
к.п.д.
Цилиндрическая 0,99-0,98 0,97 0,96
Коническая 0,98-0,97 0,96 0,94
 
      Рекомендуемое передаточное число i цилиндрической зубчатой передачи для тихоходной ступени редуктора находится в пределах 2…5, а предельное 5,6…6,3 в зависимости от твердости зубьев /2/. Рекомендуемое передаточное число цилиндрической зубчатой передачи для быстроходной ступени редуктора находится в пределах 3…5, а предельное 6,3…8 в зависимости от твердости зубьев /2/.
      Таким образом, для понижения угловой  скорости вращения будем использовать в разрабатываемом механическом приводе закрытую цилиндрическую зубчатую передачу в одноступенчатом редукторе.
      3. Цепная передача
      Цепная  передача относится  к передачам зацеплением  с гибкой связью. Она состоит из ведущей и ведомой звездочек, огибаемых цепью. В отличие от ременной, цепная передача работает без проскальзывания. 
 

      Достоинства цепной передачи:
      По  сравнению с зубчатыми передачами цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).
      По  сравнению с ременными передачами цепные передачи:
      более компактны;
      могут передавать большие мощности (до 3000 квт);
      силы, действующие на валы, значительно меньше, так как предварительное натяжение цепи мало;
      могут передавать движение одной цепью нескольким звездочкам.
      Основные недостатки цепной передачи:
      а) Значительный шум вследствие удара  звена цепи при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев звездочек и большом шаге. Этот недостаток ограничивает возможность применения цепных передач при больших скоростях.
      б) Сравнительно быстрый износ шарниров цепи вследствие затруднительного подвода смазки.
      в) Удлинение цепи из-за износа шарниров, что требует натяжных устройств.
      г) Необходимость точного изготовления цепи и высококачественного монтажа  передачи.
      Цепные передачи применяют в станках, транспортных и других машинах для передачи движения между параллельными валами, расположенными на значительном расстоянии, когда зубчатые передачи непригодны, а ременные ненадежны. Наибольшее применение получили цепные передачи мощностью до 120 квт при окружных скоростях до 15 м/сек.
      К.п.д. цепной передачи зависит от потерь на трение в шарнирах цепи, на зубьях звездочек и на перемешивание  масла при смазке окунанием. При  нормальных условиях работы среднее значение к.п.д. цепной передачи составляет ? =0,92 — 0,97.
      Рекомендуемое передаточное число i цепной передачи находится в пределах 1,5…4, а предельное 10 /2/.
      Цепную  передачу будем использовать в нашем  разрабатываемом механическом приводе в качестве заключительного звена при передаче вращательного движения от редуктора к исполнительному органу.
      4. Ременная передача
      Ременная  передача относится  к передачам трением  с гибкой связью. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, огибаемых ремнем. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего.
      В зависимости от формы поперечного  сечения ремня передачи бывают: плоскоременные, клиноременные и круглоременные. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки).
      Достоинства ременной передачи:
      а) Простота конструкции и малая  стоимость.
      б) Возможность передачи мощности на значительные расстояния
      (до 15 м).
      в) Плавность и бесшумность работы.
      г) Смягчение вибрации и толчков  вследствие упругой натяжки ремня.
      Недостатки  ременной передачи:
      1. Большие габаритные размеры, в  особенности при передаче значительных мощностей.
      2. Малая долговечность ремня в  быстроходных передачах.
      3. Большие нагрузки на валы и  подшипники от натяжения ремня. 
      4. Непостоянное передаточное число из-за неизбежного упругого проскальзывания ремня.
      5. Необходимость в постоянном надзоре  во время работы из-за возможного соскакивания и обрыва ремня.
      6. Неприменимость во взрывоопасных  местах вследствие электризации  ремня. 
      Рекомендуемое передаточное число i ременной передачи находится в пределах 2…4, а предельное 8 /2/.
      Ременные  передачи применяют в большинстве  случаев как замедлительные, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число не строго постоянным.
      Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50квт и в редких случаях достигает 1000 квт. Скорость ремня v=5 — 30 м/сек, а в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/сек. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.
      Величина  к. п. д. ременных передач зависит  от потерь на скольжение ремня по шкивам, на внутреннее трение в ремне при  изгибе, на сопротивление воздуха движению ремня и шкивов, на трение в подшипниках.
      При нормальных условиях работы принимают:
      для плоскоременной передачи ?= 0,96;..
      для клиноременной передачи ? =0,95.
      Ременную  передачу будем использовать в нашем  разрабатываемом механическом приводе как частично понижающую передачу от электродвигателя к редуктору.
      5. Альтернативой ременной передачи является применение муфты для соединения двигателя с редуктором
      Однако  требуется точная сборка соединения муфты между электродвигателем и редуктором, вследствие этого муфту использовать не будем.
      Таким образом, в качестве основных элементов механической передачи ленточного транспортера будем использовать:
      цепную  передачу – для передачи движения от редуктора к исполнительному органу механического привода;
      редуктор (зубчатая передача) – для понижения угловой скорости вращения;
      ременную  передачу или муфту – для передачи крутящего момента от двигателя  к редуктору.
Кинематическая  схема механического привода  представлена в приложении к ПЗ-1 на чертеже 1.

    2. Обоснование выбора  электродвигателя

      Полезная  сила или максимальное тяговое усилие ленточного транспортера в соответствии с техническим заданием составляет 5 кН. Это максимальное тяговое усилие по отношению к барабану ленточного транспортера является окружным усилием передачи, которое определяется по формуле:
,

      где N – мощность в Вт;
      n – окружная скорость барабана ленточного транспортера или скорость перемещения ленты в м/сек.
      Отсюда  полезная мощность разрабатываемого механического  привода составляет:
Nпол = P·n =1557·1,2= 1868,4Вт =1,8684 кВт
      Требуемый крутящий момент на барабане должен составлять не ниже
Мтреб = Р·D/2 = 1557·500/2 = 389,25·103 Н·мм.
      В соответствии с принятыми к расчету  кинематическими схемами механического привода, проведенного анализа передач привода примем следующие к.п.д.:
      ?рп=0,95 – к.п.д. ременной передачи;
      ?зп=0,97 – к.п.д. зубчатой передачи;
      ?цп=0,95 – к.п.д. цепной передачи;
      ?п=0,99 – к.п.д. подшипника.
      Определим общий к.п.д. привода: (см. схему 2 на чертеже 1):
?общ= ?рп·?зп·?цп·?п3 =0,95·0,97·0,95·0,993=0,845. 
 
 

      Потребная мощность электродвигателя составит:
.

      По  требуемой мощности, с учетом возможностей привода, выбираем асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый электродвигатель серии 4А /2/, закрытый, обдуваемый, с Nдв = 2,2 квт ? Nтреб (по ГОСТ 19523-81). Превышение мощности двигателя от требуемой составляет не более 18,3% кинематической схемы механического привода, что допустимо.
      Отечественной промышленностью выпускаются двигатели  серии 4А с различной синхронной частотой вращения вала: 750 об/мин; 1000 об/мин, .1500 об/мин; 3000 об/мин.
      Для этих синхронных частот вращения вала с мощностью 2,2 квт разработаны следующие типы двигателей серии 4А /2/:
      112 МА8 – асинхронная частота вращения 700 об/мин (73,27 1/сек);
      100 L6 – асинхронная частота вращения 950 об/мин (99,43 1/сек);
      90 L4 – асинхронная частота вращения 1425 об/мин (149,14 1/сек);
      80 B2 – асинхронная частота вращения 2850 об/мин (298,3 1/сек). 

      В соответствии с ТЗ на курсовую работу угловая скорость вращения барабана ленточного транспортера равна:
.

      Чем выше частота вращения вала электродвигателя, тем меньше его габаритные размеры, масса и стоимость. Но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение передач привода, а, следовательно, его размеры, масса и стоимость. Поэтому необходимо найти оптимальное сочетание между частотой вращения вала двигателя и передаточным отношением механической передачи.
      Оценка  оптимальности осуществляются при  помощи коэффициента качества К привода. Рассчитав коэффициент качества К для 4-х возможных скоростей двигателя данной мощности, выбирают Кmin позволяющий для заданных исходных данных найти электродвигатель и определить значение передаточного отношения механического привода, при котором привод будет разработан с наименьшими габаритными размерами и массой. Для четырех значений угловой скорости вала электродвигателя примерно равных 300, 150; 100 и 75 1/с, с помощью коэффициента относительной скорости электродвигателя у=300/?ДВ.
      Общее передаточное число разрабатываемого механического привода для различных  типов электродвигателей серии 4А составляет:
112МА8 –
;

100L6 –
;

90L4–
;

80B2–
.
 

      В соответствии с рекомендациями по предельно  возможным передаточным числам для принятых передач механического привода в разделе 1 настоящей ПЗ-1 принимаем:
      для зубчатой передачи iзп=4;
      для цепной передачи iцп=5.
      Для кинематической схемы механического привода выбираем электродвигатель 4А 80B2, а общее передаточное число привода в этом случае, как было получено ранее, равно iОбщ=62,15, как самый недорогостоящий двигатель из всех перечисленных выше. Тогда передаточное число ременной передачи будет равно
,

      что в соответствии с рекомендациями для ременной передачи (см. раздел 1 настоящей ПЗ-1) приемлемо. 
 
 

    Основные  размеры электродвигателей (см. чертеж 2) представлены в табл.2.
    Таблица 2.
Размеры электродвигателей
Тип электродвигателя
d30 l30 l1 l10 l31 d1 b1 b10 d10 h1 h h10 h31
4А  80 В2 186 300 50 100 50 22 6 125 10 6 80 10 218
    Примечание: величины l0 и b0 определены по формулам l0=l10+4d10, b0=b10+5d10.
 

    

    3. Кинематический и  силовой расчет  механического привода  ленточного транспортера

      Исходными данными являются:
      1) кинематическая схема привода  (чертеж 1);
      2) вид открытых передач привода:  на входе муфта или ременная  передач; промежуточная зубчатая  передача (редуктор); на выходе цепная  передача.
    Пронумеруем валы механического привода в соответствии с двумя вариантами кинематической схемы электродвигателя (чертеж 1):
    1 вал – вал двигателя, соединенный  со 1-ым штифтом ременной передачи;
    2 вал – быстроходный вал редуктора  соединенный со 2-ым штифтом ременной передачи;
    3 вал – тихоходный вал редуктора на выходе соединен с 1-ой звездочкой цепной передачи;
    4 вал – вал барабана ленточного  транспортера соединен со 2-ой  звездочкой цепной передачи.
    Рассчитаем  угловую скорость, передаваемую мощность и крутящий момент на каждого валу для кинематической схемы механического привода.
    1 вал.
    ?1 = ?ДВ=298,3 1/c;
    N1 = NДВ= 2,2 квт;
      
    2 вал.
    ?2 = ?1/iрп=298,3 / 3,11= 95,92 1/c;
    N2 = N1·?рп·?п=2,2·0,95·0,99=2,06  квт;
       

    3 вал.
    ?3 = ?2/ iзп =95,92/4=23,98 1/c;
    N3 = N2·?зп·?п=2,06 ·0,97·0,99=1,978 квт;
      
    4 вал.
    ?4 = ?3/ iцп =23,98/5=4,8 1/c;
    N4 = N3·?цп·?п=1,978·0,95·0,99=1,86 квт;
      
    Превышение  выходных параметров механического  привода над требуемыми составляют:
    по  угловой скорости: ;
    по  выходной мощности: ;
    по  крутящему моменту: . 
 

    Расчеты по кинематической схеме механического  привода сведены в таблицу 3.
    Таблица 3.
Кинематические  и силовые характеристики механического привода
Вал 1 2 3 4 Превышение %
Угловая скорость ?, 1/с 298,3 95,92 23,98 4,8 0
Мощность  N, квт 2,2 2,06 1,978  1,86  0,4
Крутящий  момент, М·103 н·мм 7,37 21,5 82,48 387,5 0,44
 
    Анализ  представленных результатов расчета показывает, что вариант кинематической схемы механического привода обеспечивают его работоспособность, т.к. N4>Nпол и М4треб.
    По  результатам расчетов определены технические задания для разработки ременной, зубчатой, цепной передач. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4. Техническое задание  для разработки  и результаты расчета  цепной передачи

      По  результатам анализа механического  привода и расчетов, проведенных  в разделах 1-3 настоящей ПЗ-1, можно  сформулировать следующее техническое  задание для разработки цепной передачи.
      Техническое задание на разработку цепной передачи.
      Спроектировать  цепную передачу в приводе ленточного транспортера. Мощность на ведущей  звездочке N3=1,978 кВт при угловой скорости ?3 = 23,98 рад/сек. Угловая скорость вала транспортера ?4=4,8 рад/сек.
      Нагрузка  спокойная, работа двухсменная. Смазка цепи периодическая. Наклон линии центров  звездочек к горизонту ?=30o. Регулирование натяжения цепи производится периодически.
    Основные  характеристики цепной передачи, по результатам ее проектирования (ПЗ-2 – разработчик студент Ларина.А.О следующие:
    Однорядная  роликовая цепь.
    Число зубьев малой звёздочки Z1=21, большой звёздочки – Z2=105;
    Вращающий момент на малой звёздочке М1=82,56 * 103 Н * мм;
    Коэффициент эксплуатации К=2,06
    Шаг цепи t=19,05 мм, d=5,96мм, В=17,75мм, q=14,9 Н (по ГОСТ 10947-64);
    Средняя скорость цепи V=1,53 мм/сек;
    Окружное  усилие P=1294,12 н;
    Давление  в шарнирах цепи p=25,5 н/мм2;
    Межосевое расстояние А=762мм;
    Длина цепи в шагах L
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.