2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Частота вращения рабочего вала привода

n_рм = 6·10⁴v/(zp) = 6·10⁴·1,8/(9·150) = 80 об/мин

Общее передаточное число привода

u = n₁/n_рм

где n₁ – частота вращения вала электродвигателя.

Принимаем для зубчатой передачи u₁ = 5, тогда для открытой передачи

u₂ = u/u₁ = u/5

Таблица 2.2

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	36,00	17,88	11,88	9,00
Редуктора	5	5	5	5
Открытой передачи	7,20	3,58	2,38	1,80

Варианты 1 отпадает, так как передаточное число открытой передачи значительно превышает рекомендуемые значения. Используемый в варианте 4 двигатель с числом оборотов вала 750 имеет слишком большие габариты, поэтому окончательно делаем выбор в пользу варианта 3 – электродвигатель 4А112MA6.

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв = 950 об/мин ₁ = 950π/30 = 99,5 рад/с

n₂ = n₁/u₁ = 950/5,0 = 190 об/мин ₂= 190π/30 = 19,9 рад/с

n₃ = n₂/u₂ = 190/2,38 = 80 об/мин ₃= 80π/30 = 8,38 рад/с

Фактическое значение скорости тяговой цепи

v = zpn₃/6·10⁴ = 9·150·80/6·10⁴ = 1,80 м/с

Отклонение фактического значения от заданного δ = 0 < 5%

Мощности передаваемые валами:

P₁ = P_трη_мη_пк = 3330·0,98·0,995 = 3247 Вт

P₂ = P₁η_зпη_пк = 3247·0,97·0,995 = 3134 Вт

P₃ = P₂η_опη_пс = 3134·0,93·0,99 = 2880 Вт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ = 3247/99,5 = 32,6 Н·м

Т₂ = 3134/19,9 =157,5 Н·м

Т₃ = 2880/8,38 = 343,7 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Вал	Число оборо­тов об/мин	Угловая ско­рость рад/сек	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
Вал электродвигателя	950	99,5	3,247	32,6
Ведомый редуктора	190	19,9	3,134	157,5
Рабочий привода	80	8,38	2,880	343,7

3 Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых напряжений

Принимаем, согласно рекомендациям [1c.52], сталь 45:

шестерня: термообработка – улучшение – НВ235÷262 [1c.53],

колесо: термообработка – нормализация – НВ179÷207.

Средняя твердость зубьев:

НВ_1ср = (235+262)/2 = 248

НВ_2ср = (179+207)/2 = 193

Допускаемые контактные напряжения:

[σ]_H = K_HL[σ]_H0,

где K_HL – коэффициент долговечности

K_HL = (N_H0/N)^1/6,

где N_H0 = 1·10⁷ [1c.55],

N = 573ωL_h = 573·19,9·16,0·10³ = 18·10⁷.

Так как N > N_H0, то К_HL = 1.

[σ]_H1 = 1,8HB+67 = 1,8·248+67 = 513 МПа.

[σ]_H2 = 1,8HB+67 = 1,8·193+67 = 414 МПа.

[σ]_H = 0,45([σ]_H1 +[σ]_H2) = 0,45(513+414) = 417 МПа.

Допускаемые напряжения изгиба:

[σ]_F = K_FL[σ]_F0,

где K_FL – коэффициент долговечности

Так как N > N_F0 = 4·10⁶, то К_FL = 1.

[σ]_F01 = 1,03HB₁ = 1,03·248 = 255 МПа.

[σ]_F02 = 1,03HB₂ = 1,03·193 = 199 МПа.

[σ]_F1 = 1·255 = 255 МПа.

[σ]_F2 = 1·199 = 199 МПа.

Таблица 3.1

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент передачи	Марка стали	Dпред	Термоо-бработка	НВср	σв	σ-1	[σ]Н	[σ]F
		Sпред			Н/мм2
Шестерня	45	125/80	Улучш.	248	600	260	513	255
Колесо	45	-	Норм-ия	193	780	335	414	199