1.4. Пример кинематического расчета привода

_{Проведем кинематический расчет привода конвейера (рис. 1.3) по следующим данным:}

кВт; об/мин.

Рис. 1.3 Схема привода

Если дана мощность на ведомом валу привода Р₃, то необходимая мощность электродвигателя будет:

,

где – общий коэффициент полезного действия привода.

Определяем общий коэффициент полезного действия привода :

где η₁ – к.п.д. клиноременной передачи, принимаем 0,98; η₂ – к.п.д. червячной передачи, принимаем 0,75; η₃ – к.п.д. пары подшипников, принимаем 0,99.

Определяем требуемую мощность двигателя P_Т:

кВт.

Принимаем предварительные передаточные числа: u₁ = 2 – для клиноременной передачи; u₂ = 20 – для червячной передачи.

Определяем ориентировочное передаточное число привода:

u_ор = u₁ ∙ u₂ = 2∙20 = 40.

Определяем ориентировочную частоту вращения вала:

n_ор = n₃ ∙ u_ор = 75∙40 = 3000 об/мин.

Выбираем двигатель серии 4A132М4У3 с номинальной мощностью Р_ном = 11 кВт, и частотой вращения при номинальном режиме n_ном = 2930 об/мин.

Определяем общее передаточное число привода:

u = .

Уточняем передаточные числа отдельных передач:

u₁ = u / u₂ = 39,07 / 20 = 1,954 – для клиноременной передачи;

u₂ = 20 – для червячной передачи (соответствует ГОСТ).

Общее передаточное число:

u = u₁ ∙u₂ = 1,954∙20 = 39,07.

Определяем мощность Р₁, частоту вращения n₁, угловую скорость и вращающий момент T₁ на первом валу привода (вал электродвигателя):

кВт,

n₁ = n_эд = 2930 об/мин,

рад/с,

^кНм.

Определяем мощность Р₂, частоту вращения n₂ , частоту вращения и вращающий момент T₂ на ведущем валу редуктора:

кВт,

об/мин,

^рад/с,

кНм.

1.3.8 Определяем мощность Р₃, частоту вращения n₃ , угловую скорость и вращающий момент T₃ на ведомом валу редуктора:

кВт,

об/мин,

рад/с,

кНм.

Результаты вычислений заносим в таблицу 1.6.

Таблица 1.6

Результаты кинематического расчета

Тип двигателя 4А132М4У3, Р =11 кВт; n = 2930 об/мин;
Номер вала	Мощность Р, кВт	Частота n, об/мин.	Крутящий момент Т, кН∙м	Частота вращения , с–1
1	10	2930	0,033	306,67
2	9,7	1500	0,062	157
3	7,2	75	0,917	7,85

Определяем диаметры выходных участков валов червячного редуктора. Диаметр вала червяка, при [τ_к] = 12 МПа, будет равен

Полученное значение округляем и принимаем d_в1 = 30 мм, то есть берем ближайшее большее значение из ряда диаметров.

Диаметр вала для червяного колеса, при [τ_к] = 25 МПа, будет равен

Полученное значение округляем и принимаем d_в2 = 60 мм.

Определим остальные диаметры валов. Начнем с червяка, учитывая, что вал с червяком – это одна деталь.

Диаметр вала под манжетное уплотнение

мм.

Проверяем наличие такого уплотнения по ГОСТ – есть такое.

Диаметр вала под подшипник

мм.

Для вала червяка, поскольку на него действуют большие осевые силы, выбираем конические радиально–упорные подшипники с условным обозначением 7207 (внутренний диаметр данного подшипника равен мм).

Соответственно для вала червячного колеса получим следующие размеры:

мм,

мм.

Диаметр вала под ступицу зубчатого колеса

мм.

Диаметр буртика для фиксации колеса

мм.

Для вала червячного колеса выбираем конические радиально–упорные подшипники с условным обозначением 7513 (внутренний диаметр данного подшипника равен мм).

Результаты расчетов валов и параметры выбранных подшипников сводим в таблицы 1.7 и 1.8.

Таблица 1.7

Диаметры валов

Диаметр	Ведущего вала, мм	Ведомого вала, мм
выходного конца вала dв	30	60
под уплотнение dу	32	63
под подшипник dп	35	65
под ступицу dк	–	68
буртика для фиксации зубчатого колеса dб	–	75

Таблица 1.8

Параметры подшипников

Наименование параметра	Подшипник ведущего вала	Подшипник ведомого вала
Условное обозначение подшипника	Подшипник 7207 ГОСТ 333–79	Подшипник 7513 ГОСТ 333–79
Диаметр отверстия внутреннего кольца d подшипника, мм	35	65
Наружный диаметр наружного кольца подшипника D, мм	72	120
Ширина колец подшипников В, мм	17	31
Динамическая грузоподъемность подшипника С, Н	35200	109000
Статическая грузоподъемность подшипника С0, Н	26300	98900
Предельная частота вращения nпред, об/мин: при пластичной смазке при жидкой смазке	5000 6300	2500 4000