0154 / DM

1.3 Предварительный кинематический расчет и выбор электродвигателя по каталогу

1.3.1 Частота вращения барабана ленточного транспортера , об/мин,

n60000 Vл .

бDб

Для задания с цепным транспортером частота вращения звездочки, об/мин,

Примечание - В ряде заданий частота вращения вала исполнительной машины задается.

1.3.2 Рекомендуемые значения передаточных чисел [U]

(в скобках приведены максимальные значения)

Для цилиндрических колес [UЦИЛ] = 3,0…5,6 (6,3).

Для простых планетарных передач [UПЛ] = 3,15…8 (12,5) Для конических колес [UКОН] = 2,0…4,0 (5,6).

Для червячных передач [UЧЕР] = 10,0…40,0 (80). Для цепных передач [UЦЕП] = 1,5…3,5 (4,5)

Для ременных передач:

[UРЕМ] = 1,5…3,0 (4,0) — для клиноременных,

[UРЕМ] = 3,0…5,0 (6,0) — для плоскоременных.

1.3.3 Предельные значения частоты вращения вала электродвигателя

U П — передаточное число быстроходной, тихоходной и промежуточной ступеней.

nим — частота вращения вала исполнительной машины. Для нашего случая nим nIV nбилиnзв , тогда

nЭ = nIV ∙[UРЕД]∙[UОТК] = nIV ∙[UКОН]∙[UЦИЛ] ∙[UЦЕП]

11

1.3.4 Выбор электродвигателя

Вкурсовом проекте и домашних заданиях рекомендуется брать электродвигатели трехфазные асинхронные с короткозамкнутым ротором серии 4А (таблицы 1.2 и 1.3).

Вкурсовом проекте форма исполнения электродвигателя выбирается в зависимости от конструктивной увязки с редуктором (горизонтального исполнения, фланцевого типа и др.).

Та б л и ц а 1.2 - Технические данные электродвигателей серии 4А

12

Окончание таблицы 1.2

1 Частоты вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин синхронные.

2 В графе nэ указана расчетная (номинальная) частота вращения электро-

двигателя с учетом скольжения.

Структура условного обозначения на примере электродвигателя

4А112МВ8УЗ:

4 — порядковый номер серии; А — вид двигателя (асинхронный);

112 — высота оси вращения вала от основания (h — см. таблицу 1.3); М (или S, L) — установочный размер по длине станины;

В (или А) — условная длина сердечника статора; 8 — число полюсов (2, 4, 6, 8); У — климатическое исполнение;

3 — категория климатического исполнения. Форма исполнения электродвигателей:

М100 — электродвигатели горизонтальные, станина на лапах; М200 — то же и дополнительно с фланцами на щите; М300 — горизонтальные, с фланцем на щите, без лап; М302 — вертикальные, с фланцем на щите, без лап.

13

Т а б л и ц а 1.3 - Основные размеры электродвигателей исполнения M100

Примечание- d0=7мм при h=71мм;10мм при 80,90мм;12мм при 100,112,130мм.

14

Электродвигатели выбираются по каталогу (табл. 1.2 и 1.3) в соответствии с выбранной мощностью и частотой вращения вала двигателя.

Допустим, что мощность электродвигателя Pэ 5,5кВт , а частота вращения вала электродвигателя должна выбираться в пределах

600...1870 об/мин. Этому соответствует nсинхр = 750, 1000, 1500

об/мин (таблица 1.2). Таким образом, мы можем взять три электродвигателя (таблица 1.4).

Т а б л и ц а 1.4 - Возможные варианты выбора электродвигателей

Выбор электродвигателя производится на основе ряда требований и, в частности, по габаритам, массе и экономическим соображениям. Наименьший размер и массу имеет первый электродвигатель. Обоз-

начение выбранного электродвигателя — М100: 4А112М4УЗ,

Pэ 5,5 кВт, nэ 1445 об/мин .

В расчетно-пояснительной записке следует привести эскиз ЭД и указать все его размеры.

1.4 Разбивка передаточных чисел по ступеням передачи 1.4.1 Общее передаточное число привода

где nэ — частота вращения вала электродвигателя,

nим — частота вращения вала исполнительной машины (конвейера, силовой установки и др.)

В нашем случае nим nIV .

15

При наличии открытой передачи (ременной, цепной и др.) uоб u ред uотк .

При отсутствии открытой передачи

uоб u ред.

1.4.2 Разбивка передаточного числа редуктора

В общем случае:

для двухступенчатых редукторов u ред uБ uТ ,

для трехступенчатого редуктора u ред uБ uП uТ .

Значением uотк (ременные и цепные передачи) можно задаться (см.

п. 1.3.2). Затем необходимо произвести разбивку передаточных чисел по ступеням редуктора.

Выбор соответствующей методики разбивки передаточных чисел определяет габариты редуктора по длине и высоте, массу и условия смазки зубчатых колес. Для условия погружения колес в масляную ванну можно воспользоваться следующими рекомендациями:

а) для двухступенчатых цилиндрических редукторов горизонтального расположения, выполняемых с развернутой схемой монтажа ступеней

uБ uТ ; uБ 1,2...1,3 u ред ,

где uБ и uТ — передаточные отношения быстроходной и тихо-

ходной ступеней; б) для вертикальных редукторов с развернутой схемой монтажа

uБ uТ ; uБ 0,7...0,9 u ред ;

16

в) для соосных редукторов горизонтальных и вертикальных uБ uТ ; uБ u ред ;

г) для коническо-цилиндрических редукторов

д) для цилиндрическо-червячного редуктора

u ред uТ uБ ,

где uБ = 1,6…3,15 передаточное число цилиндрической переда-

чи; Пример. Общее передаточное число привода М1

По рекомендации (см. п. д):

Принимаем по стандартизованному ряду (1-й ряд) uцил 5,0

Принимаем по стандартизованному ряду (1-й ряд) uкон 3,15 и уточняем передаточное отношение редуктора

Передаточные числа открытых передач могут быть не стандартными.

17

1.5 Определение кинематических и силовых параметров на валах привода

1.5.1 Определение мощности

Направление силового потока – последовательное (рисунок 1)

I вал: PI Pэ м пк

II вал: PII Pэ м кон пк2 ; III вал: PIII Pэ м ред ;

IV вал: PIV Pэ об

Примечание – В приводах с параллельными передачами, например, в многопоточных передачах и с раздвоенными зубчатыми колесами КПД, указанный в таблице 1.1, учитывается только один раз.

1.5.2 Определение частот вращения, об/мин

Формула перевода частоты вращения, об/мин, в угловую скорость

Результаты расчетов свести в таблицу (вид таблицы см. ч.2 данного пособия).

18

2 ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ, ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И РАСЧЁТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

2.1. Предварительный выбор материалов и термической обработки для шестерни и колеса

Основным материалом для изготовления зубчатых колес является сталь. Обоснованный выбор марки стали и термической обработки позволит определить оптимальные, с точки зрения техникоэкономических показателей, габариты передачи, а также обеспечит ее долговечность.

В начале расчета марка стали и термическая обработка с соответствующими механическими характеристиками выбирается предварительно, следуя рекомендациям по проектированию деталей машин. Затем определяют допускаемые напряжения.

После проектного расчета с определением основных размеров передачи и разработки эскизной компоновки привода производят проверочный расчет зубьев на выносливость по контактным напряжениям и изгибу. Результат этих расчетов покажет необходимость выбора новой марки стали и вида ее термической обработки.

Втаблице 2.1 указаны механические характеристики марок сталей

взависимости от термической обработки и размеров заготовки.

Для нормализованных и улучшенных сталей ( H HB350 ) в целях лучшей приработки зубьев и повышения нагрузочной способности косозубых передач твердость шестерни рекомендуют назначать больше твердости колеса:

а) для прямозубых колес

HB 20...40 ,

б) для косозубых колес

HBшест HBкол HB 90...110 .

Для закаленных сталей ( H HB350 ) разность твердостей шестерни и колеса не требуется, т.к. зубья колес в этом случае не прирабатываются. Поэтому, поверхностную твердость зубьев назначают при-

мерно одинаковой Hшест Hкол .

В таблице 2.2 приведены некоторые сочетания марок сталей и термической обработки для шестерни и колеса в зависимости от кру-

тящего момента на колесе ( Tкол ) для одноступенчатых редукторов. Это дает возможность получить для нагруженных зубчатых передач меньшие размеры.

19

Однако, при выборе материалов двух-, трехступенчатых редукторов необходимо также учитывать их кинематические схемы, габаритные ограничения и возможность сборки..

Т а б л и ц а 2.1 - Марки стали, термообработка и механические характеристики

Примечания

товки.

20