4.3 Определение основных параметров роликового транспортера

Исходные данные для расчета:

масса груза кг; объем груза м³; ширина груза м; диаметр ролика принимаем мм; наименьшая длина груза м; длина транспортера м.

Рисунок 16 – Расчетная схема

Определяем длину ролика

, (4.1)

м.

Масса ролика

, (4.2)

кг.

Расстояние между роликами

, (4.3)

м.

Число роликов на транспортере

, (4.4)

шт.

Скорость движения груза

, (4.5)

где – производительность станка в смену, = 49 м³;

– время смены, = 8 ч.;

– коэффициент заполнения тягового органа;

– коэффициент использования рабочего времени, = 0,85 [6].

, (4.6)

где – разрыв между соседними единицами продукции, принимаем = 0,8 м,

.

м/с.

Угловая скорость роликов

, (4.7)

рад/с.

Находим тяговое усилие на рабочем органе

, (4.8)

где – коэффициент трения качения в цапфах роликов, = 0,04;

– коэффициент трения скольжения груза по роликам, = 0,4;

кН

Определяем мощность электродвигателя

, (4.9)

где – КПД привода, = 0,87,

кВт

4.4 Выбор электродвигателя

Мощность на рабочем валу транспортера

, (4.10)

кВт

Коэффициент полезного действия привода

, (4.11)

где – КПД цилиндрического редуктора, = 0,97 [12];

– КПД цепной передачи, = 0,93 [12];

– КПД муфты, = 0,98 [12];

– КПД подшипников качения, = 0,99 [12];

Потребная мощность привода

, (4.12)

кВт

Мощность двигателя подбираем из ряда мощностей при условии, что

Принимаем

Ориентировочное назначение передаточных чисел

Частота вращения рабочего вала

, (4.13)

Ориентировочная частота входного вала привода при ориентировочных передаточных числах передач

, (4.14)

Фактическую частоту вращения входного вала привода (вала электродвигателя) в соответствии с Р_э =-2,2 кВт принимаем:

.

Основные характеристики выбранного двигателя: Марка - АИР 112МА8; Р_э =2,2 кВт;

4.5 Кинематический и энергетический расчеты

Уточненное передаточное число

, (4.15)

Уточняем передаточное число цепной передачи

, (4.16)

Частоты вращения валов привода

;

;

, (4.17)

;

, (4.18)

Угловые скорости валов и привода вычисляют по формуле

, (4.19)

где n – частота вращения вала;

рад/с;

рад/с;

рад/с;

1 рад/с.

Мощности на валах привода

кВт;

, (4.20)

кВт;

, (4.21)

кВт;

, (4.22)

кВт.

Вращающие моменты на валах определяются по формуле

, (4.23)

где – мощность на валу;

;

;

;

.

4.6 Расчет закрытой зубчатой передачи

Исходные данные: вращающий момент на ведомом валу передачи ; угловые скорости рад/с, рад/с; передаточное число , передача нереверсивная, срок службы принимаем ч.

4.6.1 Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений

Материал для изготовления зубчатых колес - сталь 45. Свойства: твердость 240 НВ; предел прочности МПа; предел выносливости МПа.

Определение числа цикла нагружения зубьев

для зубьев шестерни:

; (4.24)

для зубьев колеса:

, (4.25)

где – срок службы механизма

Определение допускаемых напряжений

Допускаемые напряжения при расчете зубьев на усталостную контактную прочность

– для шестерни (4.26)

– для колеса (4.27)

где – предел выносливости зубьев при контактном нагружении;

– коэффициент безопасности Sн = 1,1[12];

– коэффициент долговечности;

– для шестерни (4.28)

– для колеса (4.29)

, (4.30)

где - базовое число циклов нагружения;

.

, (4.31)

Допускаемые напряжения при расчете зубьев на усталостную изгибную прочность.

– для шестерни (4.32)

– для колеса, (4.33)

где - предел выносливости зубьев при изгибном нагружении;

МПа - для шестерни; (4.34)

МПа – для колеса (4.35)

- коэффициент долговечности

; (4.36)

, 4.37)

где – базовое число циклов нагружения,

.

.

4.6.2 Межосевое расстояние из условия контактной прочности

, (4.38)

где – коэффициент, для прямозубых передач = 495;

– коэффициент ширины зубчатого венца, = 0,40;

= 1050 МПа;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, =1,0

мм.

Принимаем стандартное значение мм

4.6.3 Модуль зубьев

, (4.39)

.

Принимаем .

4.6.4 Суммарное число зубьев шестерни и колеса

, (4.40)

где – угол наклона зубьев, = 0º

.

4.6.5 Число зубьев шестерен

, (4.41)

.

4.6.6 Число зубьев колеса

, (4.42)

4.6.7 Фактическое передаточное число

, (4.43)

.

4.6.8 Диаметр делительной окружности

– для шестерни; (4.44)

– для колеса. (4.45)

мм;

мм.

4.6.9 Диаметр окружности вершин зубьев

, (4.46)

мм;

,

мм

4.6.10 Диаметр окружности впадин зубьев

; (4.47)

мм;

,

мм.

4.6.11 Ширина зубчатых венцов

; (4.48)

мм.

мм,

мм.

4.6.12 Окружная скорость зубчатых колес

, (4.49)

м/с.

4.6.13 Силы в зацеплении:

окружные

, (4.50)

Н;

радиальные

, (4.51)

где – угол зацепления, =20º,

Н.

4.6.14 Контактное напряжение (проверочный расчет)

, (4.52)

где – коэффициент, для прямозубой передачи =436;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, = 1,0;

= 1,0;

– коэффициент динамической нагрузки, = 1,36,

МПа.

Контактное напряжение меньше допускаемого .

4.6.15 Напряжение изгиба (проверочный расчет)

для шестерни

, (4.53)

где – коэффициент, учитывающий наклон зубьев; – коэффициент формы зуба; – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями; – коэффициент динамической нагрузки;

для колеса

. (4.54)

МПа;

МПа.

Напряжения изгиба меньше допускаемого .