1 Кинематический расчет

1.1 Выбор электродвигателя

Потребляемая мощность привода (мощность на выходе)

Общий КПД привода

,

где _р – КПД ременной передачи, _р = 0,95;

_ц – КПД цилиндрической зубчатой передачи, _ц = 0,97;

_м – КПД муфты, _м = 0,98;

_пп – КПД пары подшипников качения, _пп = 0,99.

Требуемая мощность электродвигателя

Частота вращения вала приводного барабана

Предварительно по таблице 1.1 принимаем передаточное число ременной передачи u_р = 2, передаточное число цилиндрической зубчатой передачи u_ц = 4,5.

Тогда общее передаточное число привода

.

Требуемая частота вращения вала электродвигателя

По таблице 24.9 выбираем электродвигатель АИР132S6 мощностью P_э = 5,5 кВт, с частотой вращения n_э = 960 мин ^{– 1}.

Проверка электродвигателя по перегрузке:

Так как перегрузка данного электродвигателя превышает 8% при постоянном режиме нагружения, то окончательно выбираем электродвигатель АИР132M6 мощностью P_э = 7,5 кВт, с частотой вращения n_э = 960 мин ^{– 1}.

1.2 Уточнение передаточных чисел привода

Общее передаточное число привода

Принимаем передаточное число цилиндрической зубчатой передачи u_ц = 4,5. Тогда передаточное число ременной передачи

1.3 Частоты вращения валов привода

Частота вращения входного вала 1 редуктора

Частота вращения выходного вала 2 редуктора

1.4 Вращающие моменты на валах привода

Вращающий момент на валу приводного барабана

Вращающий момент на выходном валу 2 редуктора

Вращающий момент на входном валу 1 редуктора

Вращающий момент на валу электродвигателя

2 Расчет цилиндрической косозубой зубчатой передачи редуктора

2.1 Выбор твердости, термической обработки и материала колес

Для изготовления зубчатых колес по рекомендациям [1] выбираем сталь 40Х.

Принимаем второй вариант термообработки (т.о.): т.о. колеса 2 – улучшение, твердость 269…302 НВ; т.о. шестерни 1 – улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности 45…50 HRC.

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений

Предел контактной выносливости:

- для колеса 2

,

где – среднее значение твердости рабочих поверхностей зубьев колеса 2;

- для шестерни 1

,

где – среднее значение твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни 1.

Коэффициенты запаса прочности: для зубчатого колеса 2 с однородной структурой материала (т.о. улучшение) S_H = 1,1; для шестерни 1 с поверхностным упрочнением (т.о. улучшение и закалка ТВЧ) S_H = 1,2.

Базовое число циклов нагружений:

- колеса 2

- шестерни 1 ,

где твердость 47,5 HRC_ср переведена в единицы твердости НВ – 456 НВ.

Расчетное число циклов нагружений:

- колеса 2

- шестерни 1

Коэффициент долговечности

принимаем

принимаем

Допускаемые контактные напряжения:

Для косозубых цилиндрических передач за расчетное допускаемое напряжение принимаем меньшее из двух значений:

и

где [σ]_Hmin – меньшее из двух: [σ]_H1, [σ]_H2.

Принимаем [σ]_H = 722,7 МПа.