1. Кинематический и силовой расчет привода
1.1 Выбор электродвигателя.
Расчет привода начинается с нумерации валов и присвоении индекса зубчатым колесам и шкивам. Нумерация выполняется от двигателя. Ведущий вал редуктора обозначение №1, ведомый №2. Ведущему шкиву ременной передачи присваивается индекс 1, а ведомому 2.
В соответствие с заданной кинематической схемой привода определяем общий КПД:
,
где
-
КПД цепной передачи [1, с. 23];
-
КПД зубчатой передачи;
-
КПД муфты;
-
КПД подшипников качения.
Тогда
0,89
Требуемая мощность на валу привода:
Pдв.тр. = P4/η = 6,2/0,89 = 6,9 кВт.
Определим наиболее оптимальную частоту вращения двигателя для заданной схемы привода. В соответствии с имеющимися рекомендациями по выбору передачи отношений [1, с.23] для цепной передачи можно принять диапазон передаточных отношений Uц = 2...6, для зубчатой передачи UЗ = 2...6.
С учетом того, что при большом значении передаточного отношения цепная передача имеет значительные габариты, а также, стремясь получить компактный привод передаточные отношения следует выбирать из единого ряда [1, с.51], установим для цепной передачи Uц = 2,5 , а для зубчатой UЗ = 5 тогда общее передаточное отношение привода будет равно:
U = UЗ · Uц = 12,5.
И частота вращательного вала двигателя должна быть:
nдв= n4 • U =110∙12,5=1375 об/мин
По каталогу [1, стр.26, табл.22] в соответствии с рассчитанной мощностью Р1 = 6,9 кВт и частотой вращения nдв подбираем электродвигатель. Наиболее соответствующий расчетным параметрам двигатель 4А112М2УЗ
- мощность Рном =7,5 кВт;
- синхронная частота вращения nном = 1455 об/мин;
1.2 Кинематический расчет привода.
После выбора двигателя получаем окончательное значение передаточного отношения привода: U = Uном/n4 = 1455/110 = 13,22
Сохраняя для закрытой передачи рекомендуемое единым рядом чисел значение передаточного отношения, уточняем значение передаточного отношения цепной передачи:
Uц = U/Uз = 13,22/5 = 2,64
Определение частоты вращения валов привода;
– вал электродвигателя
n1 = nном = 1455 об/мин;
– входной вал редуктора (ведущий вал зубчатой передачи)
n2 = n1 = 1455 об/мин;
– выходной вал редуктора (ведомый вал зубчатой передачи, ведущий вал цепной передачи)
n3 = n2 / uзз = 1455 / 5,0 = 291 об/мин;
– приводной вал рабочей машины
n4 = n3 / uц = 291 / 2,64 = 110 об/мин.
1.3 Силовой расчет привода.
Вычисление вращающих моментов на валах привода проводится при номинальном режиме его работы по графику нагрузки.
– вал электродвигателя
– входной вал редуктора
– выходной вал редуктора
– приводной вал рабочей машины
2. Расчет и проектирование цепной передачи
Определение числа зубьев звездочек.
Определим число зубьев Z1 и Z2. Число зубьев ведущей звездочки лучше назначить простым числом:
,
т.е. возьмем Z1
= 23
,
т.е. возьмем Z2
= 62.
Уточним Uц:
.
Определяем коэффициент эксплуатации:
Допускаемое среднее давление в шарнирах примем [p]=20 Мпа.
Определим шаг цепи:
.
Допускается
отклонение от расчетного значения
не более 4
%
.
Рассчитаем по зависимости шаг цепи:
.
Примем t=31,75; b3=19,05мм; d3=19,05мм; h3=30,2мм.
Определим фактическую скорость цепи
По фактической скорости уточняем допускаемое давление:
[p] = 19 Мпа
Проверяем расчетное давление:
Условие p<[p] выполнено.
Выберем цепь приводную роликовую нормальной серии с шагом 31,75 мм,
разрушающая нагрузка Fв = 89,0 кН, масса 1 м цепи m = 3,80кг., ПР-31,75-8900.
Определяем геометрические параметры передачи.
Межосевое расстояние:
мм
Число звеньев:
После этого необходимо уточнить фактическое значение межосевого расстояния цепной передачи по формуле
1277,3
мм
Выбранная цепь будет иметь следующую длину:
.
Проверим частоту вращения ведущей звездочки по условию:
.
Сравним
расчетное число ударов шарниров цепи
о зубья звездочек в секунду
с допускаемым значением
.
Должно выполняться условие:
.