1.4 Вращающие моменты на валах
Величины вращающих моментов на валах будут определяться нагрузкой на приводном валу барабана, т.е. величиной тягового усилия. Поэтому расчет вращающих моментов ведут от приводного вала к валу электродвигателя.
Вращающий момент на приводном валу барабана, Н.м
=
,
(13)
где
- тяговое усилие на ленте конвейера, кН;
- скорость ленты, м/с;
Вращающие моменты на валах редуктора определяются последовательно от вала к валу по зависимости
=
,
(14)
где Тi+1 и – вращающие моменты на последующем и предыдущем валах;
- КПД передачи, стоящей между валами.
Применив формулу (14) к схеме привода получим выражения для определения вращающих моментов
=
;
=
;
=
;
=
(15).
1.5 Мощности на валах
Мощности на валах определяют для каждого вала двумя способами (допустимое расхождение не более 3%):
-последовательно через предыдущую мощность и КПД передачи
Ni+1 = Ni * ; (16)
-через момент и угловую скорость вала
Ni = Ti * ωi. (17)
2. Расчет зубчатых передач
Исходными данными для расчета цилиндрической и конической передач являются данные из кинематического расчета:
- моменты на ведущих шестернях, Н.
м,
(
)
- частоты вращения шестерен (колес),
мин–1,
u - передаточные отношения конической и цилиндрической передачи;
и данные из технического задания:
Т - срок службы привода,
Kc и Kг - коэффициенты использования в течение суток и в течение года,
режим нагружения или циклограмма нагрузок.
Проектный расчет закрытых зубчатых передач (работающих в масляной ванне) выполняют на выносливость по контактным напряжениям с проверкой на изгиб.
2.1 Выбор материалов
Зубчатые колеса редукторов в большинстве случаев изготовляют из сталей, подвергнутых термическому или химико-термическому упрочнению. Для конической и цилиндрической передачи коническо-цилиндрического редуктора назначают одинаковый материал и термообработку. Однако, рекомендуется назначить твердость шестерни на несколько единиц HRC или 20…30 единиц НВ большей, чем твердость колеса.
Механические свойства сталей, применяемых для изготовления зубчатых цилиндрических и конических колес, приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Механические свойства сталей
Марка стали |
Термообработка |
Твердость зубьев на поверхности |
σТ, МПа |
40 |
Нормализация |
152-207НВ |
280 |
45 |
167-217 НВ |
300 |
|
50Г |
190-229 НВ |
370 |
|
30ХГС |
215-229 НВ |
840 |
|
40Х |
200-230 НВ |
790 |
|
45 |
Улучшение |
207-250 НВ |
440 |
50Г |
241-285 НВ |
410 |
|
30ХГС |
235-280 НВ |
840 |
|
40Х |
257-285 НВ |
690 |
|
40ХН |
269-302 НВ |
750 |
|
40Х |
Улучшение + закалка ТВЧ |
45-50HRC |
|
40ХН, |
48-53 HRC |
||
35ХМ |
|||
40ХНМА |
Азотирование |
50-56 HRC |
780 |
38Х2МЮА |
|||
20Х, 18ХГТ, 25ХГМ,12ХН3А |
Цементация и закалка |
56-63 HRC |
800 |