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

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.

Страницы: 1, 2