2.2. Определение передаточного числа и распределение его между типами и ступенями передач

Общее передаточное число привода

, (2.2.1)

где n_э – рабочая частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

n₃ – частота вращения выходного вала редуктора, об/мин.

Общее передаточное число привода можно представить и как произведение:

, (2.2.2)

где U_р, U_Б, U_Т – передаточные числа ременной передачи, быстроходной и тихоходной ступеней редуктора соответственно.

Из условия рационального соотношения размеров диаметра ведомого шкива ременной передачи и редуктора рекомендуется в расчетах принимать

1<U_Р≥2

U_р=1,5

Передаточное число редуктора

, (2.2.3)

В соответствии с [ II, с. 7, табл. I.3] передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней редуктора можно определить из соотношений:

; (2.2.4)

, (2.2.5)

2.3. Частоты и угловые скорости вращения валов редуктора

Частоты, об/мин:

входной вал

; (2.3.1)

об/мин

Промежуточный вал

, (2.3.2)

об/мин

выходной вал

, (2.3.3)

об/мин

приемный вал машины

n_пв=n_3, (2.3.4)

n_пв=75 об/мин

Угловые скорости, с^-1:

входной вал

, (2.3.5)

рад с^-1

промежуточный вал

, (2.3.6)

рад с^-1

выходной вал

, (2.3.7)

рад с^-1

приемный вал машины

, (2.3.8)

рад с^-1

2.4. Мощности и вращающие моменты на валах редуктора

Мощности, кВт:

; (2.4.1)

; (2.4.2)

; (2.4.3)

, (2.4.4)

кВт

кВт

кВт

кВт

Моменты, Н·м:

; (2.4.5)

; (2.4.6)

; (2.4.7)

; (2.4.8)

Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

3. Расчет плоско ременной передачи

Вариант механического привода представлен на рис. 3.1. Ременная передача, состоящая из ведущего I, ведомого 2 шкивов и ремня 3, является быстроходной ступенью привода, понижающей частоту вращения вала электродвигателя 4.

Рис. I. Кинематическая схема привода с ременной передачей: I, 2 - ведущий и ведомый шкивы; 3 - ремень; 4 - электродвигатель; 5 - редуктор; 6 - муфта; 7 - приемный вал машины

Расчет ременной передачи заключается в определении геометрических размеров, сил, действующих на валы, и долговечности.

Диаметр ведущего шкива передачи, мм,

, (3.1)

где Р_П мощность на ведущем валу передачи, равная потребной мощности, Вт;

n_э частота вращения ведущего вала передачи, равная частоте вращения вала электродвигателя , об/мин.

мм

Из найденного интервала значений d₁ выбирают большее стандартное d₁=200

Диаметр ведомого шкива (без учета скольжения), мм,

(3.2)

где U_р передаточное число ременной передачи.

мм

Найденное значение d₂ округляем до ближайшего стандартного d₂=300

Межосевое расстояние, мм,

, (3.3)

мм

Длина ремня, мм,

, (3.4)

мм

Угол обхвата меньшего шкива, град.,

, (3.5)

град

Скорость ремня, м/с,

, (3.6)

м/с

В зависимости от скорости выбирается тип ремня В.

Допускаемая удельная тяговая способность ремня, Н/мм² ,

, (3.7)

Оптимальная удельная тяговая способность ремня, Н/мм²,

, (3.8)

Значения коэффициентов a , W и наибольшего допускаемого отношения δ/d₁

Наибольшее распространение имеют прорезиненные ремни. Поэтому коэффициенты a, и W выбираются для прорезиненных ремней при отношении δ/d₁ = 1/40.

Н/мм²

Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата меньшего шкива,

,

Коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня,

, (3.9)

Коэффициент С_р,. учитывающий, влияние -режима ^:работы, выбирается из прил. 2. Коэффициент С_θ, учитывающий расположение передачи, - из прил. 3.

Н/мм²

Окружное усилие, Н

, (3.10)

Н

Требуемая площадь поперечного сечения ремня, мм²,

, (3.11)

мм²

где b – ширина ремня, мм;

δ – толщина ремня, мм.

Ориентировочная толщина ремня определяется с учетом выполнения условия, мм:

, (3.12)

мм

где di - диаметр малого шкива, принятый из стандарта, мм.

Толщина одной прокладки δ₁ принимается из прил. 5 в зависимости от типа ремня и конструкции. Для ремней типа В рекомендуется принимать δ₁ = I,25 мм. Тогда количество прокладок

(3.13)

Найденное значение округляется до ближайшего стандартного z=6

Уточняется толщина ремня, мм.

, (3.14)

мм

Ширина ремня, мм.

, (3.15)

мм

Значение b округляется до ближайшего стандартного b=53 Уточненное значение площади сечения ремня, мм² ,

(3.16)

мм²

Рассчитанный ремень проверяется на прочность и долговечность. При проверке на прочность определяется максимальное напряжение в се­чении, набегающем на ведущий шкив:

(3.17)

где σ₁- напряжение, обусловленное величиной силы;

F_t , действующей в ведущей ветви ремня передачи, Н/мм²,

(3.18)

Н/мм²

σ₀ напряжение от предварительного натяжения, принимаемое для плоских прорезиненных ремней равным 1,8 Н/мм² ;

σ_n напряжение, обусловленное изгибом ремня при огибании ведущего шкива, Н/мм² ,

(3.19)

Н/мм

Е_и модуль упругости при изгибе для прорезиненных ремней, Н/мм²,

Е_и = 80 - 100 Н/мм²;

σ_v напряжение, обусловленное действием центробежной силы, Н/мм²,

(3.20)

Н/мм²

ρ = 1200 плотность прорезиненного ремня, кг/м ;

v скорость ремня, м/с.

Н/мм²

При расчете передачи должно выполняться условие прочности:

Для прорезиненных ремней [σ_р ]=6 – 8 Н/мм .

Расчетная долговечность ремня, ч,

(3.21)

ч.

где m = 5 для плоских ремней;

10⁷ базовое число циклов;

σ_у = 7 предел выносливости для прорезиненных ремней без прослоек, Н/мм²;

v- частота пробегов ремня в секунду;

С_i =1,35 коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа;

С_н коэффициент, учитывающий непостоянство нагрузки; при постоянной нагрузке С_н = I.

Сила давления на валы для передачи с периодическим регулированием начального натяжения ремня

(3.22)

Рассчитанная ременная передача имеет следующие параметры

d₁=200 мм; d₂=300 мм; а=1000 мм

L=2787,5 мм; v=10,96 м/с; α₁=174,3 град

А=265 мм²; b=53 мм; δ=5 мм

H₀=2196337,579 ч; F_n=71,063; B=60

Тип ремня В