1. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин.

Таблица 2.1

Выбор типа электродвигателя

Вариант	Двигатель	Мощность	Синхронная частота вращения, об/мин	Номинальная частота вращения
1	4АМ71В2	1,1	3000	2850
2	4AМ80А4	1,1	1500	1415
3	4AМ80В6	1,1	1000	935
4	4AМ90LВ8	1,1	750	700

2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Рекомендуемые значения передаточных чисел [1c.43]:

- для червячной передачи 10÷63

- для открытой ременной 2÷4.

Принимаем для червячной передачи u₂ = 40, тогда для открытой передачи

u₁ = u/u₂ = u/40

Таблица 2.2

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	190.0	94,3	62.3	46.7
Редуктора	40	40	40	40
Открытой передачи	4,75	2,78	1,55	1,16

Анализируя полученные значения передаточных чисел и учитывая то, что двигатели с частотой 3000 и 750 об/мин нежелательно применять без особой необходимости, делаем выбор в пользу варианта 2, так как только в этом случае передаточное число ременной передачи попадает в рекомендуемые границы (2÷4). Таким образом выбираем электродвигатель 4АМ80А4.

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв =1415 об/мин ₁ =1415π/30 =148,2 рад/с

n₂ = n₁/u₁ =1415/2,78=509 об/мин ₂=509π/30 = 53,3 рад/с

n₃ = n₂/u₂ =509/40 = 12,7 об/мин ₃= 12,7π/30 = 1,32 рад/с

Фактическое значение скорости вращения колонны

v = πDn₃/6·10⁴ = π·300·12,7/6·10⁴ = 0,2 м/с

Отклонение фактического значения от заданного

δ = 0 < 6%

Мощности передаваемые валами:

P₁ = P_тр =860 Вт

P₂ = P₁η_рпη_пк =860·0,97·0,995 =830 Вт

P₃ = P₂η_чпη_пк =830·0,70·0,995 = 578 Вт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ =860/148,2 = 5,8 Н·м

Т₂ = 830/53,3 =15,6 Н·м

Т₃ = 578/1,32 = 437 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Вал	Число оборо­тов об/мин	Угловая ско­рость рад/сек	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
Вал электродвигателя	1415	148,2	0,86	5,8
Ведущий вал редуктора	509	53,3	0,83	15,6
Ведомый вал редуктора	12,7	1,32	0,578	437

3 Выбор материалов червячной передач и определение допускаемых напряжений

Принимаем, согласно рекомендациям [1c.53], для червяка сталь 45 с закалкой до твердости >HRC45.

Ориентировочное значение скорости скольжения:

v_s = 4,2u₃10^-3M₃^1/3 = 4,240,01,3210^-3437^1/3 = 2,14 м/с,

при v_s >2 м/с рекомендуется [1 c54] безоловянная бронза БрА9ЖЗЛ, способ отливки – центробежный: _в = 530 МПа; σ_т = 245 МПа.

Допускаемые контактные напряжения:

[]_H = 300 – 25v_s = 300 – 252,14 = 246 МПа.

Допускаемые напряжения изгиба при реверсивной передаче:

[]_F = 0,16_вK_FL,

где К_FL – коэффициент долговечности.

K_FL = (10⁶/N_эН)^1/9,

где N_эН – число циклов перемены напряжений.

N_эН = 573₃L_h = 5731,3230000 = 1,810⁷.

K_FL = (10⁶/1,810⁷)^1/9 = 0,725

[]_F = 0,165300,725 = 62 МПа.

Таблица 3.1

Механические характеристики материалов червячной передачи

Элемент передачи	Марка стали	Термоо-бработка	σв	σ-1	[σ]Н	[σ]F
			Н/мм2
Червяк	45	Закалка >HRC45	780	335
Колесо	Сборное				246	62