Исходные данные

Тяговое усилие на канате F_t = 4 кН.

Скорость каната v = 0,1 м/с.

Диаметр барабана

Ресурс передачи (суммарное время работы за расчетный срок) = 12000 ч.

Редуктор одноступенчатый цилиндрический прямозубый.

1 Кинематический расчет

1.1 Выбор электродвигателя

Потребляемая мощность привода (мощность на выходе)

Общий КПД привода

где _р – КПД ременной передачи, _р = 0,95;

_ц – КПД цилиндрической зубчатой передачи, _ц = 0,97;

_м – КПД муфты, _м = 0,98;

_пп – КПД пары подшипников качения, _пп = 0,99.

Требуемая мощность электродвигателя

Частота вращения приводного вала конвеера.

Назначаем предварительно передаточные числа передач входящих в привод:

- передаточное число ремённой передачи

- передаточное число быстроходной цилиндрической ступени редуктора

- передаточное число тихоходной цилиндрической ступени редуктора

Общее передаточное число привода

.

Требуемая частота вращения вала электродвигателя

По таблице 24.9 выбираем двигатель АИР132M8, =5,5кВт, =727 мин^-1.

1.2 Уточнение передаточных чисел привода

Общее передаточное число привода

Принимаем передаточное число ременной передачи u_р = 3.

Передаточное число редуктора

Передаточное число тихоходной ступени двухступенчатого редуктора по развернутой схеме

Передаточное число быстроходной ступени редуктора

1.3 Определение частоты вращения валов и вращающихся моментов на валах привода

Частота вращения быстроходного вала 1 редуктора

Частота вращения промежуточного вала 2 редуктора

Частота вращения тихоходного вала 3 редуктора

Вращающий момент на приводном валу конвейера

Вращающий момент на тихоходном валу 3 редуктора

Вращающий момент на тихоходном валу 2 редуктора

Вращающий момент на быстроходном валу 1 редуктора

Вращающий момент на валу электродвигателя

2 Расчет тихоходной зубчатой передачи.

2.1 Выбор твердости, термической обработки и материала колес

Так как вращающий момент , то принимаем 2 вариант термообработки:

- т.о. колеса 3 улучшение, твёрдость 269…302 HB,

- т.о. шестерни 2 термообработка и закалка ТВЧ , твёрдость 45…50 HRC.

Марка стали одинакова для колеса и шестерни.

2.2 Определение допускаемых напряжений

Предел контактной выносливости:

- для колеса 3

,

где – среднее значение твердости рабочих поверхностей зубьев колеса 3;

- для шестерни

,

где – среднее значение твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни .

Коэффициенты запаса прочности: для колеса 3 S_H = 1,1; для шестерни S_H = 1,1.

Базовое число циклов нагружений:

- колеса 3

- шестерни .

Ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений:

- колеса 3

- шестерни

Коэффициент долговечности:

Допускаемые контактные напряжения:

Для прямозубых цилиндрических передач за расчетное допускаемое напряжение принимаем меньшее из двух значений:

[σ]_H = 699 МПа.

2.3 Определение допускаемых напряжений изгиба

Предел изгибной выносливости:

- для колеса 3

- для шестерни

Коэффициенты запаса прочности: для зубчатого колеса 3 и для шестерни S_F = 1,7.

Коэффициент долговечности:

принимаем

принимаем

Допускаемые напряжения изгиба:

2.4 Определение межосевого расстояния

По таблице принимаем коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий: =1,17. Принимаем коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66

(для быстроходной

Межосевое расстояние

Принимаем a_w = 150 мм.

2.5 Определение модуля передачи

Модуль передачи

По стандартному ряду модулей принимаем m = 2,5 мм.

2.6 Определение суммарного числа зубьев

Суммарное число зубьев

Полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа z_Σ = 120.

2.7 Определение чисел зубьев шестерни и колеса

Число зубьев шестерни

Принимаем 25.

Число зубьев колеса

2.8 Определение фактического передаточного числа

Фактическое передаточное число

Отклонение от заданного передаточного числа

2.9 Диаметры колес

Делительные диаметры:

- шестерни

- колеса 3

Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:

- шестерни

- колеса 3

2.10 Ширина колёс

По ГОСТ 6636-69 принимаем .

2.11 Силы в зацеплении

- окружная

- радиальная

2.12 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Окружная скорость колеса

Принимаем 9-ю степень точности зубчатой передачи.

Коэффициент распределения нагрузки между зубьями для прямозубых передач

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач .

Коэффициент, учитывающий механические свойства сопряженных зубатых колес, для стальных колес Z_M= 190.

Коэффициент торцового перекрытия

Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, для прямозубых передач

Коэффициент, учитывающий форму сопряжений поверхностей зубьев

Расчетное контактное напряжение в зацеплении

где [σ]_H = 699 МПа.

Условие прочности выполняется.