Расчеты

I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет Технические данные

P₃ = P_б = 8 кВт

ω₃ = ω_б = 3π рад/сек

Определение общего КПД привода (табл. 1.1):

, где

1=0,98 – КПД пары цилиндрических зубчатых колёс;

2=0,99 – коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения;

3=0,92 – КПД открытой цепной передачи;

4=0,99 – КПД учитывающей потери в опорах вала приводного барабана.

О пределяем требуемую мощность электродвигателя:

Угловая скорость барабана

Частота вращения барабана:

По табл. П1[1] выбираем электродвигатель по требуемой мощности с учетом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи (частные передаточные отношения для цилиндрического зубчатого редуктора и для цепной передачи ), выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1500 об/мин 4А132M4УЗ, с параметрами и скольжением 2,7% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения , а угловая скорость .

Определяем общее передаточное отношение:

,

что можно признать приемлемым, так как оно находится между 9 и 36.

Частные передаточные числа (они равны передаточным отношениям) можно принять: для редуктора по ГОСТ 2185-66 , для цепной передачи .

Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:

Вал В
Вал С
Вал А

Вращающие моменты:

на валу шестерни

;

на валу колеса

.

II. Расчет зубчатых колес редуктора

Выбор материалов:

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками по таблице 3.3: для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твёрдость НВ 230; для колеса  сталь 45, термообработка – улучшение, но твёрдость на 30 единиц ниже – НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

г де _{н lim b} – предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

По табл. 3.2[1] для углеродистых сталей с твёрдостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термообработкой (улучшение)

К _HL – коэффициент долговечности; при числе циклов нагрузки больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают К_HL=1; [S_H]=1,10.

Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение определяется по формуле

для шестерни

для колеса

Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение

.

Требуемое условие выполнено.

Коэффициент нагрузки , несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем выше для этого случая, так как со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем предварительно по табл. 3.1[1], как в случае несимметричного расположения колес, значение =1,25.