Вариант 6

Мощность на тихоходном валу N = 3,1 кВт

Угловая скорость вала ω_т = 42 рад/мин

Коэффициент перегрузки 2,1

Срок службы в годах 6

Число смен в сутки 2

1 Кинематический расчет

1.1 Общий кпд привода:

η = η₁ η₂ η₃²

где η₁ = 0,99 – КПД муфты [1c.5]

η₂ = 0,97 – КПД конической передачи

η₃ = 0,995 – КПД пары подшипников

η = 0,99·0,97·0,995² = 0,951

1.2 Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя

N_тр = N/η = 3,1/0,951 = 3,26 кВт

Рассмотрим асинхронные электродвигатели серии 4А

Типоразмер электродвигателя	синхронная частота вращения, об/мин	ω, угловая скорость, рад/с	Передаточное отношение
100S2	3000	314,2	7,5
100L4	1500	157,1	3,74
112M6	1000	104,7	2,49
132S8	750	78,5	1,9

Использование электродвигателей 100S2, недопустимо, так как передаточное число выходит за допустимые значения. Двигатель с частотой вращения 750 об/мин имеет большие габариты. Исходя из этого выбираем асинхронный электродвигатель 4А100L4 [1c.391]:

мощность - 4,0 кВт

синхронная частота – 1500 об/мин

скольжение – 4,7%

рабочая частота 1500(100 – 4,7)/100 =1430 об/мин.

Угловая скорость ₁ = nπ/30 =1430π/30 = 149,7 рад/с

1.3 Передаточное число:

u = ω₁/ω₂ =149,7/42,0 = 3,56

Принимаем передаточное число редуктора u₁ = 3,55

1.4 Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв =1430 об/мин ₁ =1430π/30 =149,7 рад/с

n₂ = n₁/u₁ =1430/3,55 = 403 об/мин ₂ = 403π/30 = 42,2 рад/с

1.5. Мощности передаваемые валами

N₁ = N_тр η₁ η₃ = 3,26∙0,99∙0,995 = 3,21 кВт

N₂ = N₁ η₂ η₃ = 3,21∙0,97∙0,995 = 3,10 кВт

1.6. Крутящие моменты:

Т₁ = N₁/₁ = 3,21·10³/149,7 = 21,4 Н·м

Т₂ = T₁ u η₂ η₃ = 21,4·3,55·0,97·0,995 = 73,5 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Вал	Мощность кВт	Число оборотов об/мин	Угловая скорость рад/сек	Крутящий момент Н·м
Быстроходный	3,21	1430	149,7	21,4
Тихоходный	3,10	403	42,2	73,5

2. Расчет закрытой конической передачи

2.1. Выбор материалов зубчатой пары и допускаемые напряжения

принимаем сталь 45, термообработка – улучшение:

колесо НВ210;

шестерня НВ230.

Допускаемые контактные напряжения

[σ_H] = (2HB+70)K_HL/[S_H]

где [S_H] = 1,1 – коэффициент безопасности [1 с.33]

K_HL = 1 – коэффициент долговечности, при длительной эксплуатации

Полное число часов работы передачи за расчетный срок службы

t = 6·300·2·8 = 28800 час

где 6 – срок службы в годах;

300 – число рабочих дней в году;

2 – число смен за сутки;

8 – длительность смены в часах;

[σ_H] = (2·210+70)1/1,1 = 445 МПа

Допускаемые напряжения изгиба

[σ_F] = 1,8HB/[S_F]

где [S_F] – коэффициент безопасности

[S_F] = [S_F] `[S<sub>F</sub>]`

где [S_F]` = 1,75 – коэффициент нестабильности свойств материала

[S_F]`` = 1 – коэффициент способа получения заготовки [1c44]

[S_F] = 1,75·1,0 = 1,75

Шестерня

[σ_F]₁ = 1,8·230/1,75 = 236 МПа

Колесо

[σ_F]₂ = 1,8·210/1,75 = 215 МПа