§ 12.3. Расчет привода с одноступенчатым

ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОСОЗУБЫМ РЕДУКТОРОМ

И КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

Передача гибкой связью (клиноременная) помещена перед редуктором [в предыдущем примере передача гибкой связью (цепная) располагалась после редуктора. Обратим внимание на то, как это отразится на размерах редуктора].

ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ

Рассчитать клиноременную передачу и одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор (рис. 12 12) для привода к ленточ-

Р ис. 12.12. Привод ленточного конвейера с цилиндри­ческим редуктором и клиноременной передачей:

1 - электродвигатель; 2 — клиноременная передача; 3 — одноступенчатый цилиндри­ческий редуктор; 4 — муфта; 5 — приводной барабан; 6 — лента конвейерная

ному конвейеру по следующим данным (они такие же, как и в примере § 12.1): полезная сила на ленте конвейера F_Л = 8,55 кН; скорость ленты v_Л = 1,3 м/с; диаметр приводного барабана D_б = 400 мм. Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа односмен­ная; валы установлены на подшипниках качения.

РАСЧЕТ ПРИВОДА

I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет (рис. 12.13)

По табл. 1.1 коэффициент полезного действия пары цилинд­рических зубчатых колес η₁ = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, η₂ = 0,99; КПД клиноременной передачи η₃ = 0,95; коэффициент, учитывающий потери в опорах приводного барабана, η₄ = 0,99.

Общий КПД привода

Мощность на валу барабана

Рис. 12.13. Кинематическая схема привода:

А – вал электродвигателя; В – 1-й вал рудуктора;

С – 2-й вал рудуктора и вал барабана

Требуемая мощность электродвигателя

Угловая скорость барабана

Частота вращения барабана

По ГОСТ 19523 — 81 (см. табл. П1 приложения) по требуе­мой мощности Р_тр = 12,35 кВт выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии 4А закры­тый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин 4А160М6УЗ с параметрами Р_дв = 15,0 кВт и скольжением 2,6%. Номинальная частота вращения п_дв = 1000 — 26 = 974 об/мин,

угловая скорость

Передаточное отношение

Намечаем для редуктора и = 5 (так же, как в примере, разобранном в § 12.1); тогда для клиноременной передачи

Угловая скорость и частота вращения ведущего вала ре­дуктора (см. рис. 12.13; вал В)

ω₁ = ω_б u = 6,5•5 = 32,5 рад/с;

п₁ = п_б и = 62•5 = 310 об/мин.

Частоты вращения и угловые скорости валов:

Вал А	пдв = 974 об/мин	ωдв= 101,5 рад/с
Вал В	-	ω1 = 32,5 рад/с
Вал С	п1 = пб= 62 об/мин	ω1 = ωб = 6,5 рад/с

II. Расчет клиноременной передачи (см. Табл. 7.11)

Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Р_тр = 12,35 кВт; частота вращения ведущего (меньшего) шкива п_дв = 974 об/мин; передаточное отношение i_р = 3,14; скольжение ремня ε = 0,015.

1. По номограмме на рис. 7.3 в зависимости от частоты вращения меньшего шкива и (в нашем случае п_дв = 974 об/мин; см. вал А на рис. 12.13) и передаваемой мощности Р = Р_тр= 12,35 кВт принимаем сечение клинового ремня Б.

2. Вращающий момент

где Р = 12,35 · 10³ Вт.

3. Диаметр меньшего шкива по формуле (7.25)

Согласно табл. 7.8 с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения Б не должен быть менее 125 мм, принимаем d₁ =180 мм.

4. Диаметр большего шкива [см. формулу (7.3)]

d₂ = i_pd₁ (1 - ε) = 3,14-180(1 - 0,015) = 557 мм.

Принимаем d₂ = 560 мм (см. с. 133).

5. Уточняем передаточное отношение

При этом угловая скорость вала В будет

Расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчету, что менее допускаемого на ±3%.

Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d₁ = 180 мм и d₂ = 560 мм.

6. Межосевое расстояние а_р следует принять в интервале [см. формулу (7.26)]

a_min = 0,55 (d₁+ d₂) + Т_о = 0,55(180 + 560) + 10,5 = 420 мм;

а_max = d₁ + d₂ = 180 + 560 = 740 мм,

где Т_о = 10,5 мм (высота сечения ремня по табл. 7.7).

Принимаем предварительно близкое значение а_р = 800 мм.

7. Расчетная длина ремня по формуле (7.7)

Ближайшее значение по стандарту (см. табл. 7.7) L= 2800 мм.

8. Уточненное значение меж осевого расстояния а_р с учетом стандартной длины ремня L [см. формулу (7.27)]

где w = 0,5π (d₁ +d₂) = 0,5 3,14(180 + 560)= 1160 мм; у = (d₂ – d₁) = (560 - 180)² = 14,6-10⁴;

При монтаже передачи необходимо обеспечить возмож­ность уменьшения межосевого расстояния на 0,01 L= 0,01•2800 = 28 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и воз­можность увеличения его на O,O25L= 0,025-2800 = 70 мм для увеличения натяжения ремней.

9. Угол обхвата меньшего шкива по формуле (7.28)

10. Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи, по табл. 7.10:

для привода к ленточному конвейеру при односменной работе С_р = 1,0.

11. Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня по табл. 7.9:

для ремня сечения Б при длине L = 2800 мм коэффициент C_L= 1,05.

12. Коэффициенту учитывающий влияние угла обхвата [см. пояснения к формуле (7.29)]: при α₁ = 153° коэффициент С_α % 0,93

13. Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче [см. пояснения к формуле (7.29)]: предполагая, что число ремней в передаче будет от 4 до 6, примем коэффициент С_z = 0,90.

14. Число ремней в передаче по формуле (7.29)

где Р_о — мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт (см. табл. 7.8); для ремня сечения Б при длине L = 2240 мм, работе на шкиве d₁ = =180 мм и i ≥ 3 мощность Р_о = 3,9 кВт (то, что в нашем случае ремень имеет другую длину L = 2800 мм, учитывается коэффициентом C_L);

Принимаем z = 4.

12. Натяжение ветви клинового ремня по формуле (7.30)

где скорость v = 0,5ω_двd₁, = 0,5-101,5-180-10^-3 = 9,15 м/с; -коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил [см. пояснения к формуле (7.30)]; для ремня сечения Б коэффициент

Тогда

16. Давление на валы по формуле (7.31)

F_B = 2F_o z sin = 2 • 339 • 4sin 76°30' = 2620 Н.

17. Ширина шкивов В_ш (см. табл. 7.12)

B_ш = (z- 1)е + 2 f=(4 - 1) 19 + 2 - 12,5 = 82 мм.