Автоматический литейный конвейер

Автоматический литейный конвейер

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Донской государственный технический университет

Кафедра "Основы конструирования машин"

Утверждаю

Зав. кафедрой ОКМ

к.т.н., профессор

______________Андросов А. А.

«______»_____________2008 г.

Пояснительная записка

к курсовой работе по «Детали машин и основы конструирования

( Наименование учебной дисциплины )

На тему «Автоматический литейный конвейер»

Автор проекта

(Ф. И.О.)

Специальность 220401 «Мехатроника» .

( номер, название)

Обозначение курсового проекта группа .

Руководитель проекта .( Ф. И. О.) ( подпись )

Проект защищен Оценка

(Дата)

Члены комиссии______________________________

г. Ростов - на - Дону

2008 г.

Содержание

Введение …………………………………………………………………. ..…. 6

1 Массовые силовые и геометрические характеристики

устройств межоперационного транспорта…………………………………..7

1.1 Массы изделий, технологического оборудования, подвижных

элементов устройства…………………………………………………….…...7

1.2 Расчет исполнительный механизм пластинчатого цепного

конвейера……………………………………………...…………………….…7

2 Расчет электродвигателя………………………………………….…………11

2.1 Подбор электродвигателя………………………………………………...11

2.2 Кинематическая схема привода………………………………………….12

3 Расчет редуктора……………………………………………………………..15

3.1 Основные характеристики механизмов привода……………………….15

3.2 Подбор редуктора……………………....………………………………..17

4 Расчет ременной передача…………………………………………………...19

4.1 Расчет ременной передачи……………………………………………….19

5 Конструирования вала тяговых звездочек………………………………….21

5.1 Расчет тихоходного вала………………………………………………...21

5.2 Определения опорных реакций………………………………………….22

5.3 Определяем диаметр вала. ………………………………………………24

5.4 Расчет коэффициент запаса прочности…………………………………25

6 Расчет муфты…………………………………………………………………28

6.1 Алгоритм расчета муфты………………………………………………...28

7 Шпоночное соединение.... ... ....................……………………… ……….....31

7.1 Расчет шпоночного соединения ...............................................................32

8 Расчет подшипников качения. .......................................................................33

8.1 Подбор подшипников качения..................................................................33

9 Динамические характеристики привода........................................................36

9.1 Крутящий моменты на валу двигателя.....................................................36

9.2 Моменты инерции масс рабочих органов................................................36

9.3 Характеристики рабочего цикла................................................................37

9.4 Временные характеристики рабочего цикла............................................39

9.5 Характеристика нагрузок рабочего цикла................................................40

Заключение..........................................................................................................43

Список использованной литературы.................................................................44

Приложение А.

Приложение Б.

Введение

Человеческое общество постоянно испытывает потребности в новых видах продукции, либо в сокращении затрат труда при производстве основной продукции. В общих случаях эти потребности могут быть удовлетворены только с помощью новых технологических процессов и новых машин, необходимых для их выполнения. Следовательно, стимулом к созданию новой машины всегда является новый технологический процесс, возможность которого зависит от уровня научного и технического развития человеческого общества.

В данной курсовой работе разрабатывается автоматическая линия конвейера для заливки литейных форм расплавленным металлом с целью получения отливок. Рассматриваемый конвейер горизонтальный пластинчатый с цепным тяговым элементом.

Основная цель курсовой работы разработать и рассчитать тихоходный вал конвейера. По ходу расчета подобрать асинхронный двигатель, рассчитать соответствующие элементы кинематической схемы, провести динамический расчет системы.

1 Массовые силовые и геометрические характеристики устройств

межоперационного транспорта

1.1 Массы изделий, технологического оборудования, подвижных

элементов устройства

Массы изделий постоянны на дооперационном (М1, кг) и после операционном (М2, кг) отрезках L1,м и L2,м , то масса изделий на обоих отрезках:

, (1.1)

где I- шаг установки изделий, м.

, (кг)

1.2 Расчет исполнительный механизм пластинчатого цепного

конвейера

Исполнительный механизм пластинчатого цепного конвейера является вал тяговых звездочек, который приводит в движение двухрядную втулочную-катковую цепь с грузонесущими устройствами, суммарная масса которых:

, (1.2)

, (кг)

Минимальное натяжения цепей в точке сбегания с тяговых звездочек принимается для выбирания люфтов в звеньях тяговой цепи:

, (Н) (1.3)

Максимальное натяжение цепей в точки набегания на тяговые звездочки:

, (1.4)

где g = 9,81 , w = 0,1 - коэффициент сопротивления перемещению тяговой цепи на катках по направляющим.

, (Н)

Разрушающая нагрузка одного радя цепи:

, (1.5)

=21150*6/2=63451, (Н)

Шаг втулочно-катковой цепи типа ВКГ, ГОСТ 588-64, принимаем в зависимости от из ряда:

Таблица - 1 Зависимость от

, кН	13	60	125
, мм	100	125	150

Согласно таблицы 1 принимаем значения =125мм.

Число зубьев звездочки z принимаем 10.

Диаметр начальной окружности тяговой звездочки:

, (1.6)

, (мм)

Расстояние между плоскостями тяговых звездочек выбираем по ориентировочному соотношению В=1,5*, ближайшее из ряда: 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1500, (мм)

Расчетное значения В=607, поэтому принимаем В= 630.

Тяговое сопротивления цепей на звездочках:

, (1.7)

, (Н)

Крутящий момент на валу звездочек с учетом КПД подшипников качения 0,99:

, (1.8)

, (Н*м)

Мощность необходимая на валу тяговых звездочек (на выходе):

, (1.9)

, (кВт)

Частота вращения вала тяговых звездочек (на выходе):

, (1.10)

, (об/мин)

Ориентировочный диаметр вала звездочек цепного конвейера:

, (1.11)

где - допускаемое напряжения, =20 мПа.

,(мм)

2 Расчет электродвигателя

2.1 Подбор электродвигателя

Основной задачей на этапе конструирования привода является минимизация его стоимости и габаритных размеров при обеспечении надежности и технологичности. Это достигается оптимальным соотношением параметров привода и электродвигателя по рекомендуемым значениям передаточных чисел всех его элементов, которые основаны на опыте инженерной практике.

Рисунок 1 Схема алгоритма подбора электродвигателя и разбивки передаточных чисел привода

Проектирования привода осуществляем по алгоритму приведенному на рисунке 1.

2.2 Кинематическая схема привода

Составим кинематическую схему привода согласно заданию (рисунок 2). Вводим обозначения: n- частота вращения вала, N - передаваемая мощность на соответствующем валу, U - передаточное число элементов привода, - к.п.д. элементов привода.

Рисунок 2 Кинематическая схема привода

Общий коэффициент полезного действия привода находим как произведение к.п.д. входящих узлов трения:

= , (2.1)

где - к.п.д ременной передачи, - зубчатой передачи, - подшипников качения, - муфты.

= 0,95*0,96*0,96*0,98=0,85 ,

Рассчитываем мощность необходимую на валу двигателя:

, (2.2)

, (кВт)

Выбираем асинхронный двигатель марки RA132MB6 с характеристиками:

- мощность двигателя N = 5,2 кВт.

- обороты двигателя n = 820 об/мин.

- момент инерции на валу J = 0.0434 .

Возможное передаточное число двигателя:

, (2.3)

,

Принимаем передаточное число расчетного редуктора в пределах 7,1…50 (= 22 ) , ременной передачи в пределах от 3…8 (=4),

, (2.4)

,

Передаточное число «реального» редуктора:

, (2.5)

,

Передаточное число тихоходного вала:

, (2.6)

= 0,88*4,58=4,05.

Передаточное число быстроходного вала:

, (2.7)

,

3 Расчет редуктора

3.1 Основные характеристики механизмов привода

3.1.1 Расчет частоты вращения валов частота вращения ротора

двигателя:

, (об/мин) (3.1)

- частота вращения входного вала редуктора:

, (3.2)

, (об/мин)

- частота вращения быстроходного вала:

, (3.3)

, (об/мин)

- частота вращения тихоходного вала:

, (3.4)

,(об/мин)

3.1.2 Определяем мощность на каждом валу мощность на валу

двигателя:

, (3.5)

, (кВт)

- мощность на входном валу редуктора:

, (3.6)

, (кВт)

- мощность на быстроходном валу редуктора:

, (3.7)

, (кВт)

- мощность на тихоходном валу редуктора:

, (3.8)

, (кВт)

 3.1.3 Определяем крутящий момент на валах системы момент на валу

двигателя

, (3.9)

, (Н*м)

- момент на входном валу редуктора:

, (3.10)

, (Н*м)

- момент на быстроходном валу редуктора:

, (3.11)

, (Н*м)

- момент на тихоходном валу редуктора:

, (3.12)

, (Н*м)

3.2 Подбор редуктора

По рассчитанным данным подбираем редуктор марки 1Ц2У-250-22-11У1.

Редуктор зубчатый цилиндрический двухступенчатый узкий горизонтальный общемашиностроительного назначения предназначен для увеличения крутящих моментов и уменьшения частоты вращения. Условия применения редукторов - нагрузка постоянная и переменная, одного направления и реверсивная, работа постоянная или с периодическими остановками, вращение валов в любую сторону, частота вращения входного вала не более 1800 об/мин; внешняя среда - атмосфера типов I, II, при запыленности воздуха не более 10 мг/куб.м. Для двухконцевого исполнения валов номинальная радиальная нагрузка на каждый из валов должна быть уменьшена на 50%. Климатические исполнения У1, У2, У3, Т1, Т2, Т3, УХЛ4, О4 по ГОСТ 15150. Конусность быстроходного и тихоходного валов 1:10. При комплектации конусными валами в состав поставки входят шайбы и гайки для крепления полумуфт.

Редуктор имеет следующие характеристики:

- Межосевое расстояние - 410 мм.

- Непрерывный режим работы (Н) ПВ=100% - Номинальный крутящий момент на выходном валу при работе в повторно-кратковрем. режимах- 5000 Н*м.

- КПД 97%.

- Масса - 310 кг.

- Параметры быстроходного конического вала (1:10) (DxL) 40х82.

- Параметры тихоходного конического вала (1:10) (DxL) 90х130.

- Параметры зубчатой полумуфты m=4/z=56.

4 Расчет ременной передачи

4.1 Расчет ременной передачи

В настоящее время в машиностроение получили наибольшее распространение передачи клиновыми (нормального и узкого сечения) и поликлиновыми ремнями. Скорость клиновых ремней не должна превышать 25-30 м/с, а поликлиновых ремней 40 м/с. При одинаковых габаритных размерах передачи узкими клиновыми ремнями в 1,5 - 2 раза выше по тяговой способности, чем передача клиновыми ремнями нормального сечения.

Согласно ГОСТ 1284.3-80 расчет клиновых ремней сводится к подбору типа и числа ремней. Основным расчетам ремней считается расчет по тяговой способности.

Расчет ременной передачи ведем по алгоритму приведенному на рисунке 3

Рисунок 3 Схема алгоритма расчета клиноременных передач

Расчеты производим на ЭВМ.

Полученные данные:

- Выбираем нормальный тип ремня. (Б)

- Мощность на ведущем валу N = 5.19.

- Частота вращения ведущего вала n = 820 об/мин.

- Передаточное число ременной передачи U = 4.

- Диаметр малого шкива d1 = 125 мм.

- Высота сечения ремня h = 10.5 мм.

- Диаметр большого шкива d2 = 500 мм.

- Длина ремня L = 2650 мм.

- Межосевое расстояние А = 1016 мм.

- Скорость ремня V= 5.23 м/с.

- Угол обхвата малого шкива а = 158 град.

- Число ремней клиновых Z = 5.

- Усилие действующее на валы Q = 1991Н.

5 Конструирования вала тяговых звездочек

5.1 Расчет тихоходного вала

Разработка конструкций валов приводов содержит в себе все основные стадии проектирования, техническое предложение, эскизный проект. Алгоритм расчета валов приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 Схема алгоритма расчета вала

Исходные данные для расчета: Т - сила действующая на вал; Fr, Ft,Fx - крутящие моменты. Так как на расчетном валу нет элементов вызывающих осевую силу Fx= 0, Ft = 20806, Fr = -20806, Т = 4383.

5.2 Определения опорных реакций

5.2.1 Расчет реакции опор

Реакции опор вала изображены на рисунке 5.

Рисунок 5 Эпюры вала тяговых звездочек

Реакция левой опоры.

от оси :

, (5.1)

где l1,l2,l3,l4 - расстояние между элементами конструкции вала, l1 = 100, l2 = 630 , l3=100, l4=110, = = 20806 H.

, (Н)

от оси :

, (5.2)

где = -20806 Н.

, (Н)

Реакция правой опоры.

от оси :

, (5.3)

, (Н)

от оси :

, (5.4)

, (Н)

5.2.2 Определяем изгибающие моменты для рассчитываемого вала

Горизонтальной плоскости Ми, от оси : для муфты Ми(м) = 0, левая опора Ми(л)= 0, для левой звездочки Ми(лз) = - 2039 Н*м , для правой звездочки Ми(пз) = -2081 Н*м, для правой опоры Ми(п) = -42 Н*м . Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Вертикальной плоскости Ми, от оси : для муфты Ми(м) = 0, левая опора Ми(л)= 0, для левой звездочки Ми(лз) = 0, для правой звездочки Ми(пз) = 0,

для правой опоры Ми(п) = 0 . Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Ми приведенная: для муфты Ми(м) = 4383 Н*м , левая опора Ми(л)= 4383 Н*м, для левой звездочки Ми(лз) = 4383 Н*м, для правой звездочки Ми(пз) = 3022 Н*м, для правой опоры Ми(п) = 42 Н*м. Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Полный изгибающий момент равен: для муфты Т(м) = 4383 Н*м , левая опора Т(л)= 4383 Н*м, для левой звездочки Т(лз) = 4383 Н*м, для правой звездочки Т(пз) = 2192 Н*м, для правой опоры Т(п) = 0 Н*м. Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Выбираем материал для вала по приведенным нагрузкам: Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

5.3 Определяем диаметр вала

По приведенной нагрузки определяем наиболее нагруженный участок вала, Мприв = 4834 Н*м.

Страницы: 1, 2