Содержание 1. Задание …………………...………………………………………………..3 2. Кинематический расчёт…………………………………………….……..4 2.1. Выбор электродвигателя………………………………...………...……4 2.2. Передаточное отношение привода и его передач………..……...…….5 2.3. Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах………………………………………....5 3. Расчёт зубчатых колес редуктора ………………………………………..7 3.1. Материалы и допускаемые напряжения……..........................................7 3.2. Расчёт геометрических параметров передачи………..………….……10 3.3. Проверочный расчёт зубьев передачи………………………………....12 4. Расчёт цепной передачи………………………………………………......15 Литература……………………………………………………………….…..19
					ТММ 50 00 00 00 Р
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Крюков АА				Лит.			Лист	Листов
Пров.									2
						УГТУ, БС-1-09
Н.контр.
Утв.

1 Задание: По заданию 10 и варианту 5 для схемы привода, изображенной на рисунке 1.1, решить следующие задачи: – выбрать асинхронный электродвигатель; – вычислить скорость вращения, мощность и крутящий момент для каждого из валов привода; – рассчитать цилиндрическую косозубую и цепную передачи редуктора. 1 – вал электродвигателя; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал барабана лебёдки; 5 – электродвигатель асинхронный; 6 – муфта компенсирую­щая; 7, 8 – колёса косозубые цилиндрические ведущее и ведомое соответственно; 9, 10 – звёздочки цепной передачи ведущая и ведомая соответственно; 11 – цепь приводная; 12 – подшипник; 13 – корпус ре­дуктора; 14 – барабан лебёдки; 15 – канат. Рисунок 1.1 – Схема привода Срок службы редуктора 10 лет при односменной работе. Привод реверсивный. Кратковременные перегрузки соответствуют максимальному пусковому моменту выбранного электродвигателя. Мощность Р4 = 4,5 кВт, передаваемая на вал конвейера, и частота вращения этого вала n4 = 60 1/мин.
					Т ММ 50 00 00 00 Р	Лист 3
Изм	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

2 Кинематический и силовой расчёт привода

2.1 Выбор электродвигателя

По таблице /2,с.5/ примем:

• КПД пары цилиндрических зубчатых колес: η₁ = 0,98;

• коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения:

η₂ = 0,99;

• КПД открытой цепной передачи: η₃=0,92;

- КПД упругой муфты: η₄= 0,99.

Требуемая мощность электродвигателя

Р_тр = Р₄ / η , (2.1)

где Р₄ – мощность ведомого вала, кВт;

η – КПД привода.

η = η₁ · η₂² · η₃ · η₄, (2.2)

После подстановки численных значений параметров в формулы (2.2) и (2.1) получим КПД привода

η = 0,98 · 0,99² · 0,92 · 0,99 = 0,875

и требуемую мощность электродвигателя

Р_тр = 4,5 / 0,875 = 5,14 кВт.

2.1.2 С учётом требуемой мощности Р_тр = 5,14 кВт рассмотрим возможность выбора асинхронных двигателей серии 4А с номинальными мощностями Р_н = 4 кВт и Р_н = 5,5 кВт (2. с.390).

Перегрузка для первого ׃ ((5,14-4)· 100%)/5 = 22,8%

Недогрузка для второго ׃ ((5,5-5,14) · 100%)/5,5 = 6,5%

Для первого перегрузка более 5%, поэтому далее его не рассматриваем.

Для двигателей с мощностью 5,5 кВт рассчитаны следующие номинальные частоты вращения : n_H:720; 965; 1445; 2880

Для ориентации в выборе двигателя по частоте вращения оценим передаточное отношение привода i_ср, вычисленное по, примерно, средним значениям рекомендуемых передаточных отношений отдельных передач. Возьмём эти значения для зубчатых и цепной передач соответственно i_{ср з} = 3,0, i_{ср ц} = 3,0

(2. с.7). В результате имеем i_ср = 3,0 · 3,0 = 9.

При таком передаточном отношении привода и частоте вращения его ведомой звёздочки n₄ = 60 об/мин потребуется двигатель с частотой вращения n = i_ср · n₄ = 9 · 60 = 540 об/мин.

2.1.3 Окончательно выбираем (2. с.390) ближайший по частоте вращения асинхронный электродвигатель марки 4АM132M8УЗ:

- номинальная мощность Р_н = 5,5 кВт;

- номинальная частота вращения n_н = 720 об/мин;

2.2 Передаточное отношение привода и отдельных его передач

Общее передаточное отношение привода при частоте вращения входного вала привода n₁ = n_н

i_общ = n₁ ׃ n₄ = n_н ׃ n₄ (2.3)

Расчёт по формуле (2.3) даёт i_общ = 720 / 60 = 12

Примем передаточное отношение для зубчатой передачи i_з =3,15 (2. с.6);

Тогда на долю цепной передачи редуктора остаётся передаточное отношение i_ц = i_общ ׃ i_з = 12 ׃ 3,15 = 3,8.

Проверка i_общ = 3,8 · 3,15 = 12

2.3 Частоты, угловые скорости, мощности и моменты на валах привода.

2.3.1 Частоты вращения валов׃

n₁ = n₂=n_н. = 720 об/мин;

n₃ = n₂ ׃ i_з = 720 ׃ 3,15 = 228,57 об/мин;

n₄ = n₃ ׃ i_ц = 228,57 ׃ 3,8 = 60,15 об/мин;

2.3.2 Угловые скорости валов׃

ω₁ = ω₂= π · n₁ ׃ 30 = 3,14 · 720׃ 30 = 75,36 рад/с;

ω₃ = ω₂ ׃ i_з = 75,36 ׃ 3,15 = 23,92 рад/с;

ω₄ = ω₃ ׃ i_ц = 23,92 ׃ 3,8 = 6,29 рад/с;

2.3.3 Мощности на валах привода׃

Р₁ = Р_тр = 5,14 кВт;

Р₂ = Р₁ · η₄ · η₂ = 5,14 · 0,99 · 0,99 = 5,04 кВт;

Р₃ = Р₂ · η₃· η₂ = 5,04 · 0,92 · 0,99 = 4,59 кВт;

P₄ = P₃· η₁ · η₂ = 4,59 · 0.98 · 0.99 = 4,45 кВт

2.3.4 Моменты на валах привода׃

Т₁ = Р₁ ׃ ω₁ = 5,14 · 10³ ׃ 75,36 = 68,21 Н·м;

Т₂ = Р₂ ׃ ω₂ = 5,04 · 10³ ׃ 75,36 = 66,88 Н·м;

Т₃ = Р₃ ׃ ω₃ = 4,59 · 10³ ׃ 23,92 = 191,89 Н·м;

Т₄ = Р₄ ׃ ω₄ = 4,45 · 10³ ׃ 6,329 = 703,11 Н·м;

2.3.5 Максимальный момент при перегрузке на первом валу (валу двигателя) Т_1max = Т_п = 2 · Т_н (см. пункт 2.1.3).

Номинальной мощности двигателя Р_н = 5,5 кВт соответствует номинальный момент Т_н = Р_н ׃ ω₁ = 5,5 · 10³ ׃ 75,36 = 72,98 Н·м. Отсюда Т_1max = 2 · Т_н =

= 2·72,98 = 146 Н·м.

Очевидно, при кратковременных перегрузках максимальные моменты будут превышать моменты, рассчитанные при передаче требуемой мощности (см. пункт 2.3.4) в Т_1max ׃ Т₁ = 146 ׃ 68,21 = 2,14 раза.

Исходя из этого соображения, получаем

Т_1max. = Т₁ · 2,14 = 68,21 · 2,14 = 145,97 Н·м;

Т_2max. = Т₂ · 2,14 = 66,88 · 2,14 = 143,12 Н·м;

Т_3max. = Т₃ · 2,14 = 191,89 · 2,14 = 410,64 Н·м;

Т_4max. = Т₄ · 2,14 = 703,11 · 2,14 = 1504,66 Н·м;

2.3.6 Результаты расчётов, выполненных в подразделе 2.3, сведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах привода.

№ вала по рис.1.1	n, об/мин	ω, рад/с	Р, кВт	Т, Н·м	Тmax, Н·м
1	720	75,36	5,14	68,21	145,97
2	720	75,36	5,04	66,88	143,12
3	228,57	23,92	4,59	191,89	410,64
4	60,15	6,29	4,45	703,11	1504,66