1. Выбор электродвигателя и силовой расчёт привода.
По табл 1.1 примем:
КПД пары конических зубчатых колёс h1 = 0,97
Коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения h2 = 0,99
КПД открытой цепной передачи h3 = 0,92
Коэффициент, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, h4 = 0,99
Общий КПД привода:
Мощность на валу барабана:
Частота вращения
барабана:
Требуемая мощность Электродвигателя:
Угловая скорость барабана:
По табл. П1 приложения по требуемой мощности Ртр=5.5 кВт с учётом возможностей привода, состоящего из конического прямозубого редуктора и цепной передачи выбираем электродвигатель трёхфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1500 об/мин 4А 112М4 с параметрами Рдв=55 кВт и скольжением 4,3% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения nном=1445 об/мин., nдвиг=1423.
Угловая скорость двигателя:
Возможные значения частных передаточных отношений для конического зубчатого редуктора iр=1¸6,3 и для цепной передачи iц=3¸6,
iобщ=3¸37,8.
Общее передаточное отношение привода:
что можно признать приемлемым, так как оно находится между 3¸37,8
Частные передаточные числа можно принять
для редуктора по ГОСТ 12289-76 uр=3,15
тогда для цепной передачи
Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:
-
Вал А
Вал В
Вал С
Вращающие моменты:
на валу шестерни
на валу колеса:
2. Расчёт зубчатых колёс редуктора
Выбираем по табл. 3.3 материалы со средними механическими характеристиками. Примем для шестерни и колеса одну и ту же марку стали с различной термообработкой (полагая, что диаметр заготовки шестерни не превысит 120 мм).
Для шестерни сталь 40Х улучшенная с твёрдостью НВ 270;
для колеса сталь 40Х улучшенная с твёрдостью НВ 245.
Допускаемые контактные напряжения:
Здесь принято по таблице 3.2 для колеса
Придел контактной выносливости:
Коэффициент долговечности:
Коэффициент безопасности:
Коэффициент при консольном расположении шестерни по табл. 3.1:
Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию по ГОСТ 12289-76:
Внешний делительный диаметр колеса, для прямозубых передач Кd=99:
Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значение de2=200 мм.
Примем число зубьев шестерни z1=25
число зубьев колеса z2 =z1×u=25×3,15=78,75
Примем
Тогда
Отклонение от заданного 0,32%, что меньше установленных ГОСТ 12289-76 3%.
,что
меньше установленных ГОСТ- 12289-76 3%
Внешний окружной модуль
Углы делительных конусов
Внешнее конусное расстояние Re и длинна зуба b:
Принимаем b=30 мм
Внешний делительный диаметр шестерни:
Средний делительный диаметр шестерни:
Внешний делительный диаметр шестерни и колеса (по вершинам зубьев)
Средний окружной модуль
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру
Средняя окружная скорость колёс:
Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:
По табл. 3.5 при ybd=0,56, консольном расположении колёс и твёрдости НВ<350 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, КН b=1,23.
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между прямыми зубьями,
по табл. 3.4
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении для прямозубых колёс при u£ 5 м/с КН u=1.05 по табл. 3.6.
Проверяем контактное напряжение по формуле
Силы в зацеплении:
Окружная
Радиальная для шестерни, равная осевой для колеса:
Осевая для шестерни, равная радиальной для колеса,
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба
Коэффициент нагрузки:
По таблице 3.7
принимаем
По таблице 3.8
принимаем
-
коэффициент формы зуба выбираем в
зависимости от эквивалентных чисел
зубьев:
для шестерни:
для колеса:
При этом
и
Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба
По таблице 3.9:
для шестерни
для колеса
Коэффициент запаса прочности
По таблице 3.9
принимаем:
1,75
и
1
Допускаемые напряжения при расчёте зубьев на выносливость:
Для шестерни
Для колеса
Отношение для
шестерни
Отношение для
колеса
Дальнейший расчёт ведём для зубьев колеса, так как полученное отношение для него меньше.
Проверяем зуб колеса:
