Задача 1

Подобрать электродвигатель и выполнить кинематический и силовой расчет приводной станции конвейера по схеме рис.7; определить межосевое расстояние зубчатой передачи редуктора и усилия в зацеплении ее колес; вычертить в масштабе схему зубчатой передачи и классифицировать кинематические пары. Заданы мощность на ведомом валу Р₃ = 3,2 кВт и частота вращения n₃ = 115 об/мин этого вала.

Рис.7. Схема приводной станции цепного конвейера

Решение

1. Общий КПД привода равен

Значения КПД

приняты по таблице П.2 приложения 1 методи-ческих указаний

0,95 ∙ 0,99² ∙ 0,98 = 0,91

г де = 0,95 - КПД клиноремённой передачи;

= 0,99 - КПД пары подшипников;

= 0,98 - КПД прямозубого зацепления.

2. Требуемая мощность электродвигателя равна

3,2/0,91 = 3,5 кВт,

где P₃ = 3,2 - мощность на ведомом валу передачи, кВт.

По справочной таблице П1 приложения 1 выбран асинхронный электродвигатель марки 4А100L4

Р_эл = 4 кВт;

n₁ = 1430 об/мин;

149,7 рад/с.

3. Общее передаточное отношение передачи составляет

= 12,4.

4. Распределяем общее передаточное отношение по ступеням

По таблице принимаем стандартное передаточное отношение редуктора u_ред = 4, тогда передаточное отношение ремённой передачи составляет

12,4/4 =3,1.

5. Определяем угловые скорости ω_i и вращающие (крутящие) моменты Т_i на валах:

• вал 1

ω₁ = 149,7 рад/с; = 23 Нм;

• вал 2

48,3 рад/с; = 68,8 Нм;

• вал 3

12 рад/с; = 266,7 Нм.

6. Межосевое расстояние одноступенчатого цилиндрического прямозубого редуктора по условию контактной усталостной прочности зубьев колес в зацеплении составляет

= 133,7 мм

где К_Нβ= 1,1 – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба;

Т₃ – вращающий момент на колесе в Нм;

ψ_b/a = 0,4 – коэффициент относительной ширины колеса (при симметричном рсположении колес принимается ψ_b/a = 0,31 … 0,4);

σ_НР = 540 МПа – допускаемое контактное напряжение для материала колеса.

Принимаем ближайшее большее стандартное значение межосевого расстояния по таблице П5 Приложения 1

a_w = 160 мм.

7. По принятому значению межосевого расстояния определяются диаметры делительных окружностей колес редуктора

• ведущего колеса (шестерни)

= 64 мм

• ведомого колеса

= 644 = 256 мм

Проверка правильности расчета

= 160 мм.

8. При известных величинах вращающих моментов на валах и значениях диаметров делительных окружностей колес определяются силы, действующие в зацеплении и показанные на рис.8.

Рис.8. Силы, девствующие в прямозубом зацеплении

Нормальная сила F_n , действующая на зубья колес в зацеплении, раскладывается на окружную силу F_t и радиальную силу F_r , равные

= 2150 H;

= 774 H;

= 2287 H;

где Т₂ – вращающий момент на ведущем колесе; d₁ – диаметр делительной окружности этого колеса;  = 20⁰ – угол зацепления передачи.

9

_l = 410^-3 м/мм

. По найденным значениям межосевого расстояния и диаметров делительных окружностей колес вычерчивается схема зубчатой передачи в масштабе μ_l = 410^-3 м/мм (рис.9).

₁

Звенья передачи

0 – стойка;

1 – ведущий вал

с шестерней;

2 – ведомый вал

с колесом

₂

Рис.9. Схема цилиндрической зубчатой передачи

10. Затем выполняется классификация кинематических пар по подвижности: указываются соединяемые парой звенья, виды относительного движения в парах и класс по числу степеней свободы в относительном движении.

Классификация кинематических пар

Наименование кинематической пары	Соединяемые звенья механизма	Тип по виду движения	Класс пары
a	0 - 1	вращательная	1
b	1 - 2	вращательно-поступательная	2
c	2 - 0	вращательная	1

Пример выполнения задачи 2