Часть 2. «Механические передачи»

 

Составители:	проф. С.В. Палочкин
	проф. В.А. Глазунов
	доц. В.В. Кириловский
	доц. Ю.Н. Щеглюк

 

 

Москва 2012

Методические указания предназначены для помощи студентам при выполнении комплекса из семи базовых лабораторных работ, направленных на изучение основных видов механических передач. Даны теоретические основы работ и описание лабораторного оборудования. Приведены рекомендации по подготовке и проведению испытаний, обработке экспериментальных данных и оценке полученных результатов.

 

Подготовлено к печати на кафедре прикладной механики

под общ ред. проф. С.В. Палочкина.

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью настоящей разработки является методическая помощь студентам при выполнении лабораторных работ, направленных на изучение основных видов механических передач. Методические указания разработаны на базе рекомендуемой учебной литературы [1, 2] и охватывают семь лабораторных работ, посвящённых цилиндрическим и коническим зубчатым передачам, червячным и ремённым передачам, вариаторам и передачам винт-гайка. Содержание каждой лабораторной работы включает: постановку цели исследования, описание лабораторного оборудования и инструментов, теоретические основы, порядок выполнения работы и оформления её результатов, выводы по работе и контрольные вопросы.

Лабораторная работа № 7

ИЗУЧЕНИЕ конструкции привода ленточного

Транспортёра и его кинематическо-силовой расчёт

Цель работы: изучить назначение, состав и особенности конструкций основных элементов привода транспортёра, определить кинематические и силовые характеристики привода.

Оборудование и инструменты: лабораторный образец промышленного ленточного транспортёра с электромеханическим приводом, электронный тахометр, линейка, штангенциркуль.

Теоретические основы

Ленточный конвейер (рис. 7.1) относится к транспортирующим машинам с тяговым элементом и используется на текстильных предприятиях для непрерывного перемещения полуфабрикатов и готовой продукции, как правило, в виде штучных грузов без остановки для их загрузки или выгрузки.

Рис. 7.1. Конструктивная схема ленточного транспортёра

Тяговым и одновременно грузонесущим органом ленточного конвейера является замкнутая резинотканевая лента. Электромеханический привод, технические характеристики которого даны в табл. 7.1, состоит из асинхронного электродвигателя переменного тока 1, упругой втулочно-пальцевой муфты 2, одноступенчатого червяного редуктора 3 с нижним расположением червяка, открытой цепной передачи 4 с втулочно-роликовой цепью и приводного вала на подшипниках качения с приводным (тяговым) барабаном 5. Движение от приводного барабана ленте передаётся силами трения, возникающими вследствие её натяжения с помощью натяжной станции грузового типа.

Таблица 7.1

Технические характеристики привода транспортёра

Номинальная мощность электродвигателя	Частота вращения вала электродвигателя	Передаточное отношение червячного редуктора
0,22

Целью кинематическо-силового расчёта привода является определение необходимых для выбора элементов привода круговых частот вращения, мощностей и вращающих моментов на его валах.

Исходным данными для расчёта являются требуемые значения тягового усилия на приводном барабане и скорости движения ленты .

При известном диаметре приводного барабана частоту вращения его вала, мощность и вращающий момент на этом вале рассчитывают как

, (7.1)

, (7.2)

. (7.3)

Для определения аналогичных характеристик на остальных валах привода (выходной вал редуктора, вал электродвигателя и др.) необходимо знать передаточные отношения входящих в состав привода механических передач и коэффициенты полезного действия (КПД) его узлов.

Например, для кинематическо-силового расчёта исследуемого привода, в состав которого входят муфта, червячная редукторная передача, открытая цепная передача и вал приводной на подшипниках качения, используют следующие зависимости:

· для тихоходного (выходного) вала редуктора с червячным колесом

, (7.4)

, (7.5)

, (7.6)

где - передаточное отношение цепной передачи; и - числа зубьев малой (ведущей) и большой звёздочек; - КПД открытой цепной передачи; - КПД одной пары подшипниковых опор качения приводного вала [1];

· для быстроходного (входного) вала редуктора с червяком

, (7.7)

, (7.8)

, (7.9)

где - передаточное отношение редуктора (табл. 7.1); - КПД одноступенчатого червячного редуктора [1];

· для вала электродвигателя

, (7.10)

, (7.11)

, (7.12)

где - КПД муфты [1].

Порядок выполнения работы

1. Изучают состав привода лабораторного образца ленточного транспортёра (рис. 7.1) и особенности конструкций, его узлов и элементов.

2. При неработающем электродвигателе привода с помощью штангенциркуля осуществляют опытный замер диаметра его приводного барабана и подсчитывают вручную числа зубьев малой и большой звёздочек цепной передачи привода.

3. Включив конвейер, с помощью электронного тахометра выполняют опытный замер круговой частоты вращения приводного барабана.

4. При известной частоте вращения вала (табл. 7.1) определяют с учётом (7.4), (7.7) и (7.10) расчётное значение круговой частоты вращения приводного барабана

. (7.13)

и сравнивают его с полученным ранее экспериментальным значением .

5. Рассчитывают с учётом (7.1) скорость ленты конвейера

. (7.14)

6. При номинальной мощности электродвигателя (табл. 7.1), используя (7.5), (7.8) и (7.11), вычисляют максимально возможную мощность на приводном валу с тяговым барабаном

. (7.15)

7. Максимальное расчётное тяговое усилие на приводном барабане с учётом (7.2) определяют как

. (7.16)

8. Используя (7.3), (7.6), (7.9) и (7.12), рассчитывают максимально возможные значения вращающих моментов: (для выбора тягового барабана), (для выбора редуктора), .

Выводы

В выводах указывают основные результаты работы, сравнивают расчётные и экспериментальные данные, дают их оценку, сопоставляя с данными учебной литературы [1, 2].

4. Контрольные вопросы

1. Из каких основных узлов состоит исследованный привод транспортёра?

2. Каково назначение электродвигателя в составе привода машины?

3. В чём заключаются назначение и целесообразность использования механических передач в составе привода машины?

4. В чём заключаются конструктивные особенности основных узлов исследованного привода транспортёра?

5. Что такое передаточное отношение механической передачи?

6. Как определить общее передаточное отношение привода, включающего несколько передач?

7. Как рассчитать КПД привода, состоящего из нескольких передач и узлов?

8. Каким образом связаны между собой мощность, вращающий момент и круговая частота вращения вала?

9. От каких параметров зависит требуемая мощность электродвигателя привода конвейера?

10. Как меняются значения мощности, вращающего момента и круговой частоты вращения при передаче движения с быстроходного вала на тихоходный вал передачи?

Лабораторная работа № 8