1. Выбор двигателя.

1.1. Общий КПД привода:

η_общ = η₁η₂η₃

где η₁ = 0,94 – КПД ременной передачи

η₂ = 0,97 – КПД цилиндрической передачи

η₃ = 0,97 – КПД цилиндрической передачи

η = 0,94·0,97·0,97= 0,885

1.2. Требуемая мощность электродвигателя:

N_тр = N/η = 5,9/0,885 = 6,67 кВт

Возможное придаточное отношение

U_общ =U^срр*U^срцп*U^срцп = 2*4.5*4.5=40.5

n_дв=n_ро*U_общ=100*40,5=4050 об/мин.

n_синхр= 3000 об/мин.

Выбираем асинхронный электродвигатель 112M2/2900:

мощность - 7,5 кВт

синхронная частота – 3000 об/мин

рабочая частота = 2900 об/мин.

2. Кинематический и силовой расчет.

2.1. Передаточное число:

u = n_дв*n_ро = 2900/100 = 29= u_ред· u_цп

принимаем передаточное число для цепной передачи u_цп = 2,5 тогда для редуктора:

u_ред = u_общ/u_цп = 29/2 = 14,5= u_{т *}u_б

u_т = 0,95*u_ред^0.5 =3,62; u_тгост = 3,55

u_б = u_ред/u_т = 14,5/3,55=4,08; u_бгост = 4,0

u_ред=4*3,55=14,2

u= u_ред*u_р=14,2*2=28,4

= (29-28,4)*100/28,4=2,1% < 4%

2.2. Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв = 2900 об/мин

n₂ = n₁/u_р = 2900/2 = 1450 об/мин

n₃ = n₂/u_б = 1450/4,0 = 362,5 об/мин

n₄ = n₃/u_т = 362,5/3,55 = 100,12 об/мин

2.3. Мощности передаваемые валами

N₁ = 6,67 кВт

N₂ = N₁η_р = 6,67·0,94 =6,27 кВт

N₃ = N₂η_ц = 6,27·0,97 = 6,08 кВт

N₄ = N₃η_ц = 6,08·0,97 = 5,89 кВт

2.4.Крутящие моменты:

Т₁ = 9550*N₁/ n₁=9550*6.67/2900=21.85 Н·м

Т₂ = 9550*N₂/ n₂ = 9550*6.27/1450=41.07 Н·м

Т₃ = 9550*N₃/ n₃ =9550*6.08/362.5=159.3 Н·м

Т₄ = 9550*N₄/ n₄ =9550*5.89/100.12=548.5 Н·м

2.5. Результаты расчетов сводим в таблицу

Число оборотов об/мин	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
n1=2900	N1= 6.67	T1= 21.85
n2=1450	N2= 6.27	T2= 41.07
n3= 362.5	N3= 6.08	T3= 159.3
n4= 100.12	N4= 5.89	T4= 548.5

3. Расчет допускаемых напряжений.

3.1. Выбор материала и термообработки.

Принимаем для шестерен Z1 и Z3 – сталь 40Х, улучшение HB 260…280, σ_T=700 Мпа,

для колес Z2 и Z4 – сталь 45, улучшение HB 241…280,

σ_T=580 Мпа,

3.2. Определение общего времени работы передачи.

t_=2800 часов, по заданию.

3.3. Эквивалентное время работы с учетом переменного режима нагружения.

t_H =^3*0.4+0.75^3*0.4+0.5^3*0.2)=1662 часа

3.4. Эквивалентное число циклов нагружений зубьев колес Z1,Z2,Z3,Z4.

N_HE1=60*n₁*t_H*с=60*2900*1662*1=289,2*10^6

N _HE2,3= 60*n₂* t_H*с=60*1450*1662*1=144,6*10^6

N_HE4= 60*n₃* t_H*с=60*362,5*1662*1=36,1*10^6

c=1 – число нагружений рабочей поверхности зуба за один оборот.

3.5. Коэффициенты долговечности.

где N_H01,3 = 20·10⁶

N_H02,4 = 16·10⁶

К_HL1=(20*10⁶/ 289,2*10⁶)^1/6<1 => К_HL1=1

К_HL2 =(16*10⁶/ 144,6*10⁶)^1/6=0,69 <1 => К_HL2=1

К_HL3 =(20*10⁶/ 144,6*10⁶)^1/6=0,72 <1 => К_HL3=1

К_HL4=(16*10⁶/ 36,1*10⁶)^1/6=0,87 <1 => К_HL4=1

Базовый предел контактной выносливости для материала шестерни и колеса.

σ_HO1,3=2*HB_1,3+70=2*270+70=610 Мпа

σ_HO2,4=2*HB_2,4+70=2*250+70=570 Мпа

3.6. Допускаемые контактные напряжения:

[σ_H]₁= σ_HO1* К_HL1/S_H=610*1/1.1= 554 Мпа

[σ_H]₂= σ_HO2* К_HL2/S_H=570*1/1.1=518 Мпа

[σ_H]₃= σ_HO3* К_HL3/S_H=610*1 /1.1=554 Мпа

[σ_H]₄= σ_HO4* К_HL4/S_H=570*1/1.1=518 Мпа