1
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ
РАСЧЕТ ПРИВОДА
1.1 Определяем номинальную мощность и номинальную частоту вращения
двигателя
Определим
требуемую мощность двигателя
,
кВт, по формуле [1]
=
, (1)
где
– мощность на ведомом валу,
;
– общий
КПД;
Определим общий КПД двигателя по формуле [1]
,
(2)
где
–
КПД редуктора:
– КПД
муфты;
–
КПД
подшипников качения.
Коэфициэнт полезного действия редуктора по формуле [1]
,
(3)
где
–
КПД
червячной передачи;
– КПД
зубчатой передачи;
По [1] выбираем =0,75 , =0,96, =0,98, =0,99
=
=
0,671.
Тогда мощность двигателя , кВт
=
= 4,1кВт.
Определим тип двигателя из условия [1]
,
(4)
где
- номинальная мощность двигателя, Вт.
На
основании литературы
выбираем двигатель асинхронный
короткозамкнутый трехфазный
общепромышленного применения типа
4АМ100L2У3
с номинальной частотой
=24,08с-1,
с синхронной частотой вращения
=25с-1,
и номинальной мощностью
кВт.
1.2.Определяем передаточное число привода и его ступеней
Определим общее передаточное число по формуле [1]
(5)
С другой стороны передаточное число редуктора по формуле [1]
,
(6)
где
- передаточное число муфты,
;
-
частота вращения ведомого вала, с-1,
.
Определим
передаточное число редуктора
=
=96,33.
даточное
число можно определить по формуле [1]
,
(7)
где
– передаточное число червячной
передачи(быстроходного вала);
– передаточное
число зубчатой передачи(тихоходного
вала).
Выразим
из
передаточное число зубчатой передачи
.
(8)
Пользуясь
справочными материалами
определим значение передаточного числа
червячной передачи:
.
Находим
=
6,88.
По
округляем
до стандартного значения
.
Определим фактическое значение передаточного числа редуктора
.
Считаем отклонение значения расчетного передаточного числа от фактического значения передаточного числа. При этом должно выполняться условие
[1].
=
,
(9)
=
=3,1
.
Так
как
,
то условие (9)
выполнено.
1.3 Определяем силовые и кинематические параметры привода
К силовым параметрам относятся мощность и крутящий момент, к кинема- тическим – частота вращения и угловая скорость.
Определим
номинальную угловую скорость двигателя
с-1,
по формуле [1]
,
(10)
где – номинальная частота вращения двигателя, c-1
=
151,24 c-1,
(11)
Определим
частоту вращения
и угловую скорость
быстроходного
вала:
.
Определим
угловую скорость
промежуточного вала по формуле [1]
,
(12)
= 10,8
Определим
и угловую скорость
тихоходного
вала по [1]
,
(13)
=
1,52
.
Определим
крутящий момент двигателя
,
по
формуле
=
,
(14)
=
= 27,57
.
Определим
крутящий момент на быстроходном валу
,
,
(15)
.
Определим
крутящий момент на промежуточном валу
,
,
(16)
.
Определим
крутящий момент на тихоходном валу
,
по
,
(17)
.
Определим
крутящий момент рабочей машины
(транспортера)
,
по
,
(18)
2
РАСЧЕТ БЫСТРОХОДНОЙ СТУПЕНИ
2.1 Выбор материала червяка и червячного колеса
Сталь в настоящее время — основной материал для изготовления зубчатых колес и червяков. Одним из важнейших условий совершенствования редукторостроения является повышение контактной прочности активных (рабочих) поверхностей зубьев и их прочности на изгиб. При этом снижается масса и габаритные размеры зубчатой (червячной) передачи, а это повышает ее технический уровень.
Допускаемое напряжение из условий контактной прочности (которая обычно ограничивает несущую способность стальных зубчатых колес и червяков) пропорциональна твердости активных поверхностей зубьев. В термически же необработанном состоянии механические свойства всех сталей близки. Поэтому применение сталей без термообработки, обеспечивающей упрочнение зубчатых колес и червяков, недопустимо. При этом марки сталей выбирают с учетом наибольших размеров пары: диаметра для вала-шестерни или червяка и толщины сечения для колеса с припуском на механическую обработку после термообработки .
Выбираем материал червяка, термообработку и твердость: Сталь 40, улучшение.
Механические
характеристики материала червяка Сталь
40:предел прочнасти
,
предел текучести
,
предел выносливости
.
Выбираем марку стали червячного колеса в зависимости от скорости скольжения по таблице из . Материалы для изготовления зубчатых венцов червячных колес условно делят натри группы: группа I — оловянные бронзы; группа II — безоловянные бронзы и латуни; группа III — серые чугуны.
Находим
скорость скольжения
,
по
формуле из
=
, (19)
где
-
вращающий момент на валу червячного
колеса,
;
-
угловая скорость промежуточного вала,
;
-
передаточное число червячной передачи.
=
= 4,24
.
Так
как
,
то материал для изготовления зубчатого
венца червячного
колеса выбираем из группы
:
материал – БрА9Ж3Л, способ отливки –
центробежный,
предел прочности
,
предел текучести
.