2.2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Частота вращения барабана

n_рм = 6·10⁴v/(πD) = 6·10⁴·3,5/(π800) = 84 об/мин

Общее передаточное число привода

u = n₁/n_рм

где n₁ – частота вращения вала электродвигателя.

Принимаем для зубчатой передачи u₁ = 5, тогда для открытой передачи

u₂ = u/u₁ = u/5

Таблица 2.2

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	33,8	17,08	11,37	8,33
Редуктора	5	5	5	5
Открытой передачи	6,8	3,41	2,27	1,67

Варианты 1 и 4 отпадают, так как передаточное число открытой передачи значительно превышает рекомендуемые значения. Окончательно делаем выбор в пользу варианта 3 – электродвигатель 4А112MA6, так как в этом случае передаточное число открытой передачи, а значит и габариты, получаются меньше.

2.3. Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв = 955 об/мин ₁ = 955π/30 =100,0 рад/с

n₂ = n₁/u₁ = 955/2,27=420 об/мин ₂=420π/30 = 44,0 рад/с

n₃ = n₂/u₂ =420/5,0 = 84 об/мин ₃= 84π/30 = 8,80 рад/с

Фактическое значение скорости вращения рабочего вала

v = πDn₃/6·10⁴ = π·800·84/6·10⁴ = 3,52 м/с

Отклонение фактического значения от заданного

δ = (3,52 – 3,50)100/3,5 = 0,57 < 4%

Мощности передаваемые валами:

P₁ = P_тр = 2,74 кВт

P₂ = P_трη_о.пη_пк = 2,74·0,96·0,995 = 2,62 кВт

P₃ = P₂η_з.пη_пк = 2,62·0,97·0,995 = 2,53 кВт

P_рв = P₃η_мη_пс = 2,53·0,98·0,99 = 2,45 кВт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ = 2740/100,0 = 27,4 Н·м

Т₂ = 2620/44,0 = 59,5 Н·м

Т₃ = 2530/8,80 = 287,5 Н·м

Т₄ = 2450/8,80 = 278,4 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Таблица 2.3

Вал	Число оборо­тов об/мин	Угловая ско­рость рад/сек	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
Вал электродвигателя	955	100,0	2,74	27,4
Ведущий вал редуктора	420	44,4	2,62	59,5
Ведомый вал редуктора	84	8,80	2,53	287,5
Рабочий вал	84	8,80	2,45	278,4

3. Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых напряжений

Принимаем, согласно рекомендациям [1c.50], сталь 45:

шестерня: термообработка – улучшение – НВ235÷262 [1c.53],

колесо: термообработка – нормализация – НВ179÷207.

Средняя твердость зубьев:

НВ_1ср = (235+262)/2 = 248

НВ_2ср = (179+207)/2 = 193

Допускаемые контактные напряжения: [σ]_H = K_HL[σ]_H0,

где K_HL – коэффициент долговечности

K_HL = (N_H0/N)^1/6,

где N_H0 = 1·10⁷ [1c.55],

N = 573ωL_h = 573·8,80·25,0·10³ =12,6·10⁷.

Так как N > N_H0, то К_HL = 1.

[σ]_H1 = 1,8HB+67 = 1,8·248+67 = 513 МПа.

[σ]_H2 = 1,8HB+67 = 1,8·193+67 = 414 МПа.

[σ]_H = 0,45([σ]_H1 +[σ]_H2) = 0,45(513+414) = 417 МПа.

Допускаемые напряжения изгиба:

[σ]_F = K_FL[σ]_F0,

где K_FL – коэффициент долговечности

Так как N > N_F0 = 4·10⁶, то К_FL = 1.

[σ]_F01 = 1,03HB₁ = 1,03·248 = 255 МПа.

[σ]_F02 = 1,03HB₂ = 1,03·193 = 199 МПа.

[σ]_F1 = 1·255 = 255 МПа.

[σ]_F2 = 1·199 = 199 МПа.

Таблица 3.1

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент передачи	Марка стали	Dпред	Термоо-бработка	НВср	σв	σ-1	[σ]Н	[σ]F
		Sпред			Н/мм2
Шестерня	45	125/80	Улучш.	248	600	260	513	255
Колесо	45	-	Норм-ия	193	780	335	414	199