3.1 Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода

Определяем общий КПД привода:

где КПД муфты;

КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи;

КПД цепной передачи;

КПД пары подшипников качения.

Тогда

.

Требуемая мощность на входе привода (валу электродвигателя):

.

Принимаем передаточное число редуктора из стандартного ряда :

,

передаточное число цепной передачи:

Тогда общее передаточное отношение привода равно

и частота вращения вала двигателя должна быть

В соответствии с рассчитанной мощностью и частотой вращения подбираем электродвигатель АИР132М8 с мощностью , номинальной частотой вращения .

При выборе этого двигателя получим окончательное значение передаточного отношения привода

.

Сохраняя для зубчатой передачи рекомендуемое единым рядом чисел значение передаточного отношения , уточняем передаточное отношение цепной передачи

.

Кинематический расчет привода:

Частота вращения ведущего вала редуктора равна частоте вращения вала двигателя, так как между ними нет передачи, а они соединены муфтой.

.

Частота вращения быстроходного вала редуктора равна частоте вращения вала двигателя, т.к. они соединены муфтой

Частота вращения тихоходного вала редуктора

Частота вращения вала исполнительного механизма

.

Силовой расчет привода:

Крутящий момент на валу электродвигателя (на входе привода)

.

Крутящий момент на быстроходном валу редуктора

.

Крутящий момент на тихоходном валу редуктора

.

Крутящий момент на валу исполнительного механизма (выходном валу привода)

.

3.2 Расчет цепной передачи

Исходные данные:

- передаточное число цепной передачи 3,16;

- крутящий момент на ведущей звездочке ;

- частота вращения ведущей звездочки .

Рисунок 2 – Цепная передача

Определим число зубьев и ведущей и ведомой звездочек:

.

В целях обеспечения равномерного износа зубьев число зубьев ведущей звездочки назначаем нечетным. Принимаем

Число зубьев ведомой звездочки

.

Принимаем

Уточняем передаточное число цепной передачи

.

Отклонение от заданного передаточного числа составит 0,3 %.

Условия работы цепной передачи учитываются коэффициентом эксплуатации , определяемым по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, при спокойной нагрузке (см. табл. 3) принимаем ;

- коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи; при регулировании подвижной опорой ;

- коэффициент, учитывающий расположение передачи относительно горизонта; при горизонтальном расположении (угол Q≤60°) принимаем ;

- коэффициент, учитывающий способ смазки, при периодической смазке ;

- коэффициент, учитывающий сменность работы, при двухсменной работе .

Таблица 8 – Значения поправочных коэффициентов К

Условия работы передачи		Коэффициент
		Обозначение	Значение
Динамичность нагрузки	Равномерная Переменная	КД	1 1,2…1,5
Регулировка натяжения цепи	Подвижными опорами Натяжными звездочками Нерегулируемые	КРЕГ	1 0,8 1,25
Положение передачи	Наклон линии центров звездочек к горизонту: угол   600 угол   600	К	1 1,25
Способ смазывания	Непрерывный Капельный Периодический	КС	0,8 1 1,5
Режим работы	Односменная Двухсменная Трехсменная	КР	1 1,25 1,5

Следовательно, коэффициент эксплуатации равен

.

Предварительно принимаем допускаемое среднее давление в шарнире цепи. Для этого полагаем, что скорость цепи . В этом случае согласно рекомендациям : .

Определяем шаг однорядной цепи

.

По табл. 10.1 ближайшее стандартное значение .

Определим фактическую скорость цепи

.

По фактической скорости цепи уточняем допускаемое давление методом интерполяции :

Проверяем расчетное давление

.

Условие прочности выполняется, значит, для цепной передачи выбираем цепь приводную однорядную нормальной серии по ГОСТ 13568-75 со следующими параметрами (табл. 3.2):

- шаг цепи ;

- расстояние между внутренними пластинами ;

- высота пластины цепи ;

- диаметр ролика ;

- разрушающая нагрузка ;

- масса 1м цепи .

Определяем геометрические параметры передачи

Межосевое расстояние

.

Число звеньев в цепи

Полученное расчетное число звеньев округляем до целого четного числа, чтобы исключить постановку переходного соединительного звена, .

После этого необходимо уточнить фактическое значение межосевого расстояния цепной передачи по формуле

Расчетная длина цепи

.

Проверим частоту вращения ведущей звездочки

Проверяем цепь по числу ударов

,

где - допускаемое число ударов в секунду шарниров цепи о зубья звездочки :

.

.

Условие выполняется.

Проверка статической прочности цепи выполняется путем сравнения фактического коэффициента запаса прочности с нормативным коэффициентом запаса :

,

где - разрушающая нагрузка;

- окружная сила;

- нагрузка от центробежных сил;

- нагрузка от провисания цепи.

Величина нормативного коэффициента запаса прочности определяется в зависимости от шага цепи и частоты вращения ведущей звездочки:

Окружная сила

,

Величин нагрузки от центробежных сил

.

Сила от провисания цепи

;

где коэффициент при горизонтальном расположении передачи.

Таким образом, фактический коэффициент запаса прочности цепи

.

Следовательно, условие прочности цепи выполняется.

Вычисляем силу давления на валы

.

Геометрический расчет звездочек цепной передачи

Диаметры делительных окружностей звездочек

.

Для ведущей звездочки

.

Для ведомой звездочки

.

Диаметры окружностей выступов звездочек определяют по формуле

,

где - коэффициент высоты зуба для приводных роликовых цепей;

- коэффициент числа зубьев;

- геометрическая характеристика цепи.

Для ведущей звездочки

.

Для ведомой звездочки

.

Диаметры окружностей впадин зубьев звездочек:

;

;

.

Ширина зуба звездочки

Угол скоса

Фаска зуба

Радиус перехода

Толщина диска

Диаметр проточки

Диаметр ступицы

Длина ступицы