Рассчитать и спроектировать привод от электродвигателя на вал транспортной машины

Исходные данные:

Мощность на выходном валу редуктора: P_вых = 8,7 кВт

Частота вращения выходного вала: n_вых = 49 мин^-1

Частота вращения вала электродвигателя: n_э.д. = 1500 мин^-1

Срок службы в годах: L = 5

Количество смен: 2

Коэффициент перегрузки : T_max/T_min = 1,8

Характеристика загрузки : постоянная.

1. Кинематический расчет привода

1. Выбор электродвигателя.

Определим потребляемую мощность электродвигателя:

Определим общее КПД:

где - мощность на выходном валу редуктора

- общий коефициент полезного действия ступеней привода, равный произведению КПД отдельных ступеней.

Для расчета выбираем значение КПД из промежутков приведенных выше:

(потери в опорах учтены в КПД передач привода)

Найдем потребляемую мощность электродвигателя:

Выбираем по расчетной мощности = 10,135 кВт асинхронный электродвигатель серии 4А по ГОСТ 1953-81 закрытого обдуваемого исполнения.

Тип двигателя: 4А160S8

Мощность: P_э.д. = 11 кВт

Частота вращение: n_э. = 1460 мин^-1

1.2 Определим передаточное отношение привода и его разбивку по ступеням.

1.2.1 Определим передаточное число приводов:1.

1.2.2 Разбивка передаточных отношений по ступеням. Принимаем передаточных отношений плоскоременных:

U_ц.=2

Определяем передаточное число быстроходной ступени редуктора:

Определяем передаточное число тихоходной ступени редуктора:

Принимаем стандартное передаточное отношение по ГОСТ 2185-66:

5 4

Уточняем передаточное число плоскоременной передачи:

1.3 Определим мощности, частоту вращения и крутящие моменты на валах редуктора.

1.3.1. Рассчитываем мощность на валах редуктора:

2. Определяем частоту вращения валов редуктора:

1.3.3 Определяем крутящие моменты на валах редуктора:

Hм

Т аблицы искомых значений

Таблица 1

В ал Параметры	Быстроходный	Промежуточный	Тихоходный
Мощность, кВт	P1=6.198	P2=5.832	P3=5.657
Частота вращения, мин-1	n1=980,39	n2=196,078	n3=49
Крутящий момент, Нм	T1=60,37	T2=282,56	T3=1096,76

Таблица 2

ступень параметр	Плоскоременная передача	Быстроходная	Тихоходная
Передаточное отношение	1.53	5	4

2. Расчет тихоходной ступени редуктора

Исходные данные:

Передаточное число ступени: =4

Крутящий момент на тихоходному валу: Т₃=1096,76Нм

Частота вращения выходного вала: n₃=49 мин^-1

Срок службы в годах: L=5

Количество смен: = 2

Коэффициент нагрузки:

Характер нагрузки – постоянная.

2.1Выбор материалов и термической обработки

шестерни и колеса тихоходной ступени

Выбираем материалы для шестерни и колеса, и назначаем термическую обработку в соответствии с рекомендациями раздела 1.2 и данными таблицы Ι.Ι.

Принимаем:

—для шестерни Сталь: 40 Х

—для колеса сталь Сталь: 45

Принимаем термообработку: поверхностная закалка зубьев токами высокой частоты с предварительным улучшением.

2.2Механические свойства принятых материалов.

2.2.1. Шестерня – Сталь: 40 Х

Определяем предел контактной прочности: σ - предел прочности,

σ_{он -} предел контактной прочности.

Принимаем поверхность твердости зубьев (по табл. 1.2)

HRC = 56

σ_он=17HRC+200, МПа

σ_он=17·56+200=1152 МПа

Определяем предел выносливости материала в сердцевине σ_о:

σ_о=1,8НВ, МПа

σ_о=1,8·280=504 МПа

где НВ – твердость принятого материала , по табл. 1.3 НВ=280 МПа

Определяем предел текучести материала:

σ_т.=700 МПа

2.2.2. Колесо – Сталь: 45

Определяем предел контактной выносливости материала :

σ_он колеса принимаем: HRC = 52

σ_он=17HRC+200, МПа

σ_он=17·52+200=1084 МПа

Определяем предел выносливости материала в сердцевине: при НВ=240 МПа

σ_о.к.=1,8НВ, МПа

σ_о.к.=1,8·240=432 МПа

Определяем предел текучести материала:

σ_т.к.=450 МПа