 |
Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
|
|
|
|
Выбор электродвигателя
1.1. Исходные данные:
· Масса поднимаемого груза М = 150 кг.
· Скорость подъема груза V = 2,0 м/с.
· Частота вращения электродвигателя nэ д = 950 мин-1.
· Передаточное отношение ременной передачи i р = 2,3.
· Диаметр звездочки цепного подъемника D = 0,875 м.
· КПД цепного подъемника 
= 0,9.
Расчет необходимой мощности
Расчет мощности производится по формуле:
где g = 9,81 м/с 
; G – вес поднимаемого груза, H;
Вт = 2,943 кВт.
Общий КПД привода
Общий КПД привода находим как произведение отдельных составляющих:
где 
- КПД ременной передачи; 
- КПД 2-х ступенчатого редуктора; 
- КПД муфты.
Численные значения составляющих коэффициента полезного действия находим по таблице П.1 [1]:
=0,95; =0,98; 
=0,97 - КПД зубчатой цилиндрической передачи быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.
; Принимаем: 
.
Находим расчетную мощность электродвигателя по формуле:
кВт
Выбираем тип электродвигателя по таблице П.8 [1]:
АИР112МВ6У3 с параметрами: 
кВт, 
мин -1, 
=2.
Примечание: Электродвигатель должен иметь равную или несколько большую мощность по сравнению с расчетной мощностью, т.е. 
.
Кинематический расчет привода
Кинематический расчет дает возможность определить передаточные числа
первой и второй ступеней редуктора. Исходя из скорости движения цепи подъемника, найдем значение частоты вращения выходного вала редуктора. Вал через соединительную муфту связан с ведущей звездочкой подъемника.
м/с,
где 
- определяемая частота вращения выходного (тихоходного) вала редуктора, мин -1. Отсюда имеем:
мин -1.
Находим расчетное значение общего передаточного отношения 
привода, т.е. во сколько раз нужно редуцировать (понижать) скорость электродвигателя:
|
|
|
.
При этом на редуктор приходится только часть этого отношения, т.к. имеется еще ременная передача с передаточным отношением 
- задано:
.
Разбиваем 
по двум ступеням редуктора:
,
где 
- передаточное число быстроходной ступени редуктора,
- передаточное число тихоходной ступени редуктора.
Согласно рекомендациям (таблица П.13 [1]) имеем:
;
.
.
Примечание: Числовые значения передаточных чисел обычно выбирают из ряда ближайших стандартных величин. Мы же, для упрощения расчетов, их оставляем без изменений.
Определяем частоты вращения валов, для этого обозначим:
- частота вращения быстроходного вала, мин-1;
- частота вращения промежуточного вала, мин-1;
- частота вращения выходного (тихоходного) вала редуктора, мин-1;
- частота вращения тихоходного вала привода, мин-1
мин-1;
мин-1;
мин-1;
мин-1 .
(
)
Для проверки результата расчета сопоставляем найденную частоту вращения тихоходного вала привода (
мин-1 ) с той, которая была получена ранее, и убеждаемся в их совпадении.
Силовой расчет привода
В ходе силового расчета определяем мощности и вращающие моменты на
валах редуктора.
· Расчет мощности на быстроходном валу:
кВт;
· Расчет мощности на промежуточном валу:
кВт;
· Расчет мощности на тихоходном валу:
кВт;
· Расчет мощности на тихоходном валу привода:
кВт;
· Мощность цепного подъемника
кВт.
Вращающие моменты на валах вычисляются по формуле:
.
· Вращающий момент на быстроходном валу:
Нм;
· Вращающий момент на промежуточном валу:
Нм;
· Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:
Нм;
· Вращающий момент на тихоходном валу привода:
Нм.
Проектный расчет прямозубой цилиндрической передачи
Исходные данные
· Расчетная схема зубчатой передачи (быстроходная ступень редуктора)
Обозначено: 
- число зубьев шестерни;
|
|
|
- число зубьев колеса.
Примечание: Индексы 1 присваиваются параметрам шестерни, а индексы 2 - колесу
· Передача цилиндрическая прямозубая, закрытая, нереверсивная;
· Срок службы L=5 лет, Кгод=0,67,
Ксут =0,33 – коэффициенты использования передачи в году и в сутках;
· Режим нагружения типовой – четвертый (легкий).
· Производство передачи единичное.
· 
Числовые параметры передачи:
Шестерня - Z1 Колесо - Z2
мин-1 
мин-1
Нм 
Нм
Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
Выбор осуществляется по таблице п.1 [2].
№ 6
Сталь 40ХНМА
т.о. улучшение
| № 5
Сталь 40ХН
т.о. улучшение
|
где 
– суммарное время работы передачи в часах;
n – частота вращения зубчатого колеса, мин–1;
с – число зацеплений за один оборот, с = 1;
N – число циклов нагружения.
| |||
 циклов
| 
 циклов
| ||
,
где NHE – эквивалентное число циклов нагружения;
– коэффициент, выбираемый по таблице П.2.[2].
| |||
 циклов
| 
 циклов
| ||
Найдем базовое число циклов, которое зависит от марки материала и вида термообработки, т.е. от твердости поверхности зуба, по формуле:
.
циклов
| 
циклов
|
,
где KHL – коэффициент долговечности, причем: 
| 
|
,
где 
– искомое допускаемое контактное напряжение, МПа;
–табличное допускаемое контактное напряжение (для KHL = 1.) Определяется из таблицы П.1.[2].
| 
| |
|
В качестве допускаемого значения выбирается меньшее из двух напряжений, т.е. имеем .
|
|
|
