1. Подбор электродвигателя привода.
1.1. Определение потребляемой мощности электродвигателя.
,
где P3 = 1,5 кВт – мощность на звездочке подъемника;
ηобщ – общий КПД привода.
ηобщ = ηм∙ηчп∙ηцп ,
где ηм = 0,98 – КПД муфты;
ηчп = 0,8 – КПД червячной передачи;
ηцп = 0,95 – КПД цепной передачи.
кВт
1.2. Определение предполагаемой частоты вращения электродвигателя.
nдв = n3∙Uобщ ,
где n3 = 40 мин-1 – частота вращения звездочки подъемника;
Uобщ – общее передаточное число привода.
Uобщ = Uчп∙Uцп ,
где Uчп = 16…50 – рекомендуемые значения передаточных чисел червячной передачи;
Uрп = 2…3 – рекомендуемые значения передаточных чисел ремённой передачи.
nдв = 40∙(16…50)∙(2…3) = 1280…6000 мин-1
Для проектируемого привода к межэтажному подъемнику рекомендуют использовать асинхронные электродвигатели переменного тока.
Промышленность выпускает электродвигатели со следующими синхронными частотами вращения ротора nс = 750, 1000, 1500, 3000 мин-1.
Принимаем nс = 1500 мин-1.
1.3. Подбор электродвигателя по двум условиям.
а) По условию нормальной работы в установившемся режиме.
P'дв ≤ Pтабл
Для электродвигателя с nс=1500 мин-1 2,2>2,014, электродвигатель 90L4/1395 асинхронной частотой вращения nас = 1395 мин-1.
б) По условию нормальной работы период пуска (неустановившегося движения).
где k = 1,3 – коэффициент учитывающий перегрузку, которую создают вращающиеся устройства и детали в период пуска;
Тmax/T – перегрузочная характеристика электродвигателя.
Т.о. подобранный электродвигатель будет работать нормально в период установившегося движения и пуска, т.к. выполнены условия подбора.
2. Определение общего передаточного числа привода и его разбивка по передачам.
,
Uобщ = Uчп∙Uцп = 34,875
Принимаем Uрп = 2, тогда
Принимаем окончательные значения передаточные числа передач:
Uчп = 17,44; Uрп = 2.
3. Силовой и кинематический расчёты привода.
Вал двигателя.
P'дв = 2,014 кВт, nас = 1395 мин-1,
,
,
,
1-й вал редуктора.
,
,
,
,
,
.
2-й вал редуктора.
,
,
,
,
,
3-й вал редуктора.
,
,
,
,
,
4. Расчёт червячной передачи.
4.1. Выбор материала червячного колеса и червяка, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба.
Для червяка рекомендуют применять те же марки стали, что и для зубчатых колес, т.к. передаваемая мощность больше 1 кВт. С целью получения высоких качественных показателей передачи применяют закалку до твердости ≥ 45 HRC, шлифование и полирование витков червяка. Для изготовления червяка используют сталь 40Х с последующей закалкой витков с использованием ТВЧ 45…48 HRC. Витки после закалки шлифуются и полируются. Применяем эвольвентный червяк, как наиболее технологичный.
Материал для изготовления червячного колеса выбираем по скорости скольжения в зацеплении.
,
Для изготовления червячного колеса выбираем материал из II группы – ЛАЖМц66-6-3-2, способ отливки – в кокиль, σв = 450 МПа, σт = 295 МПа.
Допускаемые контактные напряжения:
,
где [σ]HO – допуск напряжения при числе циклов перемены напряжений,
[σ]HO =300МПа для червяков с твёрдостью на поверхности витков >45HPC,
Допускаемые напряжения изгиба.
Вычисляют для материалов зубьев червячного колеса:
[σ]F = kFL∙[σ]F0
где kFL – коэффициент долговечности.
,
Здесь NFЕ = kFЕ∙Nk2 – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи.
Если NFЕ < 106, то принимают NFЕ = 106. Если NFЕ > 25∙107, то принимают
NFЕ = 25∙107;
где Nk2 – суммарное число циклов перемены напряжений;
Lh – время работы передачи, час (t∙103);
kFЕ – коэффициент эквивалентности для типовых режимов, kFЕ = 0,04.
Nk2 = 60∙n2∙Lh Nk2 = 60∙40∙6∙103 = 14400000
NFЕ = kFЕ∙Nk2 NFЕ = 0,04∙14400000 = 576000
Исходное допускаемое напряжение [σ]F0 изгиба для материалов:
[σ]F0 = 0,25∙[σ]т+0,08[σ]в, [σ]F0 = 0,25∙295+0,08∙450 = 109,75 МПа
[σ]F = kFL∙[σ]F0, [σ]F =1,06321∙109,75 = 116,6875 МПа.
[σ]H = 175–35υCK, [σ]H =175–35∙2,2289=96,9885 МПа.
[σ]Fmax = 2∙[σ]T, [σ]Fmax =2∙295 = 590 МПа.
[σ]Hmax = 0,8∙[σ]T, [σ]Hmax =0,8∙295=236 МПа.