1.Кинематический и силовой расчет привода.

1.1 Выбор электродвигателя.

Требуемая мощность электродвигателя:

;

где Р_м= F∙v - мощность рабочей машины;

F - тяговая сила цепи;

V - скорость ленты;

Р_м = 4 0,95 = 3,8 кВт;

_пр = _м _зп _п _оп ;

где пр – КПД привода;

_п = 0,99 – КПД подшипников;

_м = 0,98 – КПД муфты;

_зп = 0,85 – КПД закрытой передачи;

_оп = 0,95 – КПД открытой передачи;

 _пр =0,85 0,98 0,99 0,99 0,95 = 0,8;

кВт;

В качестве двигателя возьмем асинхронный короткозамкнутый электродвигатель общепромышленного применения, закрытые, обдуваемые, единой серии общего назначения 4АМ по ГОСТ 19523–81 , с ближайшей но­минальной мощностью

Рном = 5,5 кВт, которой соответству­ют четыре типа электродвигателей с синхронными частотами вращения 750, 1000 и 1500 об/мин. Для приводов общего назначения предпочти­тельны электродвигатели с синхронной частотой вращения 750 и 1000 об/мин. Выбираем электродвигатель типа 4АМ132M8Y3 с номинальной частотой вращения эд = 720 об\мин.

1.2. Передаточные числа элементов привода.

Общее передаточное число привода:

;

где n_эд=720 об/мин - асинхронная частота вращения вала электродвигателя;

n_рм= ;

n_рм= =20,17 об/мин;

Uпр = =35,17

Передаточное число редуктора определяется по формуле:

где U_оп – передаточное число открытой цепной передачи (U_оп = 3 7) . Принимая предварительно U_оп = 7,

Uред = = 11,9

В соответствия с рекомендациями используем одноступенчатый редуктор, передаточное число которого Uред = 12,5.

1.3 Крутящие моменты на валах.

Частоты вращения быстроходного n_б и тихоходного n_т валов редуктора равны соответственно:

n_б = n_эд = 720 об/мин;

n_т = n_б /Uред = 720/12,5 = 57,6 об/мин;

Мощность на тех же валах:

Р_б = Р_эд _м = 4,75∙0,98 = 4,65 кВт;

Р_т = Р_б _ред = 4,75 0,8 = 3,8 кВт;

Крутящие моменты на быстроход­ном Т_б, и тихоходном Т_т валах редуктора:

Т_б = 9550 Р_б / n_б = 9550 4,65/720 = 61,67 Н∙м.

Т_т = 9550 Р_т / n_т = 9550 3,8/57,6 = 625,7 Н∙м;

Выбор марки червячного колеса зависит от скорости скольжения:

м/с

1.4 Срок службы привода.

Срок службы (ресурс) определяется по формуле:

Lh =365 Lr Kr tc Lc Kc,

где Lr – срок службы привода – 5 лет;

Kr – коэффициент годового использования:

;

;

tc – продолжительность смены – 8 часов;

Lc – число смен – 1;

Kc – коэффициент сменного использования:

;

;

Lh = 365 5 0,8 8 1 0,88 = 10000ч.

Таблица 1 - Силовые и кинематические параметры привода

Параметр	Мощность Р, кВт	Частота вращения n, об/мин	Угловая скорость , 1/с		Вращающий момент Т, Нм
дв
Б
Т
рм

2 Проектировочный расчет открытой зубчатой передачи

2.1 Выбор материалов.

По величине крутящего момента на тихоходном валу редуктора выбираем материалы шестерни (индекс I) и колеса (индекс 2) – сталь 40 Х с улучшением для шестерни и с закалкой для колеса.

Допускаемые контактные напряжения при расчетах на прочность определяется отдельно для зубьев шестерни [σ]H1 и колеса [σ]H2.

Расчет коэффициентов долговечности на контактную выносливость:

• Для шестерни:

;

где NHO1 – число циклов перемены напряжений, соответствующие

пределу выносливости – 140 10 циклов;

NHЕ1 – число циклов перемены напряжений за весь срок службы;

NHЕ1 = 60 n_б Lh X н ,

где X н – параметр режима нагрузки по контактным

напряжениям – 0,5;

n_б – частота вращения быстроходного вала;

Lh – срок службы привода;

NHЕ1 = 60 720 10000 0,5 = 216 10 циклов;

;

Механические характеристики материала шестерни:

Ст.40Х – Азотированная.

Твердость – HRC 63; Т = 800 МПа; В = 1000 МПа;

σ˚нр = 950 МПа; σ˚гр = 340 МПа;

• Для колеса:

;

где N_НО2 = число циклов перемены напряжений, соответствующие

пределу выносливости – 19 10 циклов;

NHЕ2 – число циклов перемены напряжений за весь срок службы;

NHЕ2 = 60 n_т Lh X н ,

где n_т – частота вращения тихоходного вала;

NHЕ2 = 60 57,6 10000 0,5 = 17,4 циклов;

;

Механические характеристики материала колеса:

Ст.50 Улучшенная 1050-74

Твердость – HB 260; Т = 390 МПа; В = 690 МПа;

σ˚нр = 540 МПа; σ˚гр = 270 МПа;

Допускаемые контактные напряжения для шестерни []_Н1 и колеса []_Н2:

[]_Н01 = σ˚нр1 KHL1 = 950 0,95 = 902,5 ;

[]_Н02 = σ˚нр2 KHL2 = 540 1,09 = 588,6 ;

Принимаем _НР = 745 МПа

Таблица 2 – Механические характеристики материалов червячной передачи

Элемент передачи	Марка материала		Терм. обработка	HRC
			Способ отливки
Червяк Колесо (венец)	40Х- азотир. БРА10Ж4Н4	125 ---	У+ТВЧ Ц	63 ---	1000 700	800 460	950 ---	227,7 190	340 171