Выбор электродвигателя и кинематический расчёт
КПД привода ленточного конвейера :
η1 =0,97 - КПД пары конических зубчатых колёс.
η2 =0,99 - коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения.
η3 =0,96 - КПД открытой цепной передачи.
η4 =0,99 - коэффициент, учитывающий потери в опорах приводного барабана.
Общий КПД привода η=
η1·η2
·η3·
η4
η= 0,97·0,99 ·0,96·0,99 =0,903
Мощность на валу барабана Рб =5 кВт
Требуемая мощность электродвигателя
Ртр =
Номинальная частота вращения nдв =1000-33=967 об/мин
Угловая скорость двигателя ωдв
=
рад/с
Угловая скорость барабана ωб =2,6π =2,6·3,14 =8,164 рад/с
Частота вращения барабана nб =30·2,6 =78 об/мин
По требуемой мощности Ртр = 5,54кВт выбираем электродвигатель 4А132S2(трехфазный короткозамкнутый серии 4А закрытый обдуваемый с синхронной частотой вращения 1000 об/мин с параметрами Рдв =5.5 кВт и скольжением 3,3% (ГОСТ 19523-81)
Общее передаточное отношение привода
101,21
∕ 8,164=12,4
Частные передаточные числа принимаем для редуктора uр =2,5
Тогда для цепной передачи uц
=
Вал В n1 = nдв =967 об/мин ω1 = ωдв =101,21 рад/с
Вал С n2
=
об/мин
ω2
=
рад/с
Вал А nб =78 об/мин ωб =2,6π =8,164 рад/с
Вращающие моменты :
на валу шестерни Т1
=
Н·м
=
Н·мм
на валу колеса Т2
= Т1· uр
=
Н·мм
Расчет зубчатых колёс редуктора
Принимаем для шестерни сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ =295;
для колеса сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ =280
Допускаемые контактные напряжения
[σH]
=
=
МПа
Для колеса
2НВ+70
=2·280+70 =630 МПа
При длительной эксплуатации коэффициент долговечности КHL =1
Коэффициент безопасности примем [SH] =1,1
Коэффициент КHβ =1,2 при консольном расположении шестерни
Коэффициент
0,285
(рекомендация ГОСТ 12289-76)
Внешний делительный диаметр колеса
Для прямозубых передач Кd =99 ; передаточное число u =up =2,5
99·1,813
=179,49мм
Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее
стандартное значение
мм
Принимаем число зубьев шестерни Z1 =20
Число зубьев колеса Z2 = Z1·u =20·2,5 =50
Внешний окружной модуль
мм
Углы делительных конусов
ctg δ1 =u =2,5 ; δ1 =21˚80΄
δ2 =90˚- δ1 = 90˚- 14˚30΄=68˚20΄
Внешнее конусное расстояние Re и длина зуба b :
Re =0,5·me·
=97
мм
b =
0,285·97
=27,645 мм
Принимаем b=28 мм
Внешний делительный диаметр шестерни
me·Z1
=3,6·20 =72 мм
Средний делительный диаметр шестерни
мм
Внешние диаметры шестерни и колеса (по вершинам зубьев)
me
78,685
мм
me
мм
Средний окружной модуль m
=
мм
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру
Ψbd
=
Средняя окружная скорость колёс
υ =
м/c
Для конической передачи назначаем 7-ю степень точности.
Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:
КН = КНβ ·КНα ·КНι
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, КНβ =1,2
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между
прямыми зубьями КНα =1
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, для прямозубых колёс при υ≤5 м/c КНι =1,05
КН= 1,2·1·1,05=1,25
Проверяем контактное напряжение:
557<
МПа
Силы в зацеплении: окружная Ft
=
Н
радиальная для шестерни, равная осевой для колеса,
Fr1= Fa2 =Ft ·tgα·cos δ1 = 1774,5·tg20˚·cos21˚80’=599,7 H
осевая для шестерни, равная радиальной для колеса,
Fа1= Fr2 =Ft ·tgα·sin δ1 = 1774,5·tg20˚·sin21˚80’=239,6 H
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба
Коэффициент нагрузки
при Ψbd=0,45
,консольном расположении колёс, валах
на роликовых подшипниках и твердости
НВ<350 значение
=1.4
при скорости υ =3,12 м/с и 7-й степени
точности принимаем
=1,35
КF =1,4·1,35 =1,89
Эквивалентные числа зубьев
Коэффициенты формы зуба
и
Допускаемое напряжение при проверке зубьев по напряжениям изгиба
для стали 40Х улучшенной при твердости
НВ<350
НВ
для шестерни
МПа
для колеса
МПа
Коэффициент запаса прочности
для шестерни
МПа
МПа
для колеса
МПа
МПа
Дальнейший расчет ведем для зубьев шестерни, так как полученное отношение для нее меньше.
Проверяем зуб шестерни:
МПа <
МПа