Срок службы привода редуктора.
Срок службы (ресурс) Lh, ч, определяем по формуле:
Lh=365LrKrtcKcKП
Кr=20*12/365=0,657
Kc=6/8=0,75
Lh=365*5*0,657*8*0,75*0,85=6115 г.
Lh – срок службы привода, лет;
Кr – коэффициент годового использования;
tc – продолжительность смены, ч. tc=8ч;
Kc – коэффициент сменного использования;
KП – коэффициент простоя (15%) – 0,85
Выбор двигателя.
2.1. Определение номинальной мощности двигателя.
2.1.1. Определяем требуемую мощность рабочей машины Pрм, кВт:
Pрм=Fv
Pрм=3,0*0,55=1,65 кВт.
F – тяговая сила цепи, кН;
v – скорость грузовой цепи, м\с.
2.1.2. Определяем общее КПД привода:
h=hзпhопh3подшhм
где hз.п – КПД закрытой передачи [ 1, табл. 2.2]
hоп - КПД открытой передачи [ 1, табл. 2.2]
h3подш - КПД подшипников (качения, скольжения) [ 1, табл. 2.2]
hм - КПД муфты [ 1, табл. 2.2]
h=0,95*0,92*0,993*0,98=0,83
2.1.3. Определяем требуемую мощность двигателя Pдв, кВт:
Pдв= Pрм/h
Pдв=1,65/0,83=1,99 кВт
2.1.4. Определяем номинальную мощность двигателя Pном, кВт:
Pном 
Pдв [ 1, табл. 2.1]
2,2 кВт > 1,99 кВт
2.1.5. Выбор типа двигателя:
Выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Pnom=4 кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателя:
Табл. 2.1.
| Вариант | Тип двигателя | Ном. мощность Pном, кВт | Частота вращения, об/мин | |
| Синхрон. | При ном. режиме | |||
| 4АМ112MA8У3 | 2,2 | |||
| 4АМ100L6У3 | 2,2 | |||
| 4АМ90L4У3 | 2,2 | |||
| 4АМ80B2У3 | 2,2 |
[ 1, К9]
2.2. Определение передаточных чисел.
2.2.1. Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины nрм, об/мин:
Nрм=v60*1000/ZP
Nрм=0,55*60*1000\9*100=36,6 об\мин
Z – число зубьев звездочки;
P – шаг грузовой цепи, мм.
2.2.2. Определяем передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности Pnom:
U1=nном1\nрм; U1=700/36,6=19,13
U2=nном2\nрм ; U2=950/36,6=25,96
U3=nном3\nрм; U3=1425/36,6=38,93
U4=nном4\nрм ; U4=2850/36,6=77,87
Т.к. открытые зубчатые передачи лежат в интервале 3…7 пусть Uзп = const = 4,5
Табл. 2.2.
| передаточное число | ||||
| nномин | ||||
| U | 19,13 | 25,96 | 38,93 | 77,87 |
| Uзп | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 |
| Uоп=U\ Uзп | 4,25 | 5,77 | 8,65 | 17,3 |
| + |
2.2.3. Определяем максимально допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины Dnpm, об/мин:
Dnpm=npmd/100
Dnpm=36,6*5/100=1,83 об/мин
d - допускаемое отклонение скорости грузовой цепи, %.
2.2.4. Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала
рабочей машины с учетом отклонения [nрм], об/мин:
[nрм]=nрм ±Dnpm
приняв Dnpm=+1,83 об/мин:
[nрм]=36,6+1,83=38,43 об/мин;
2.2.5 Определение фактического передаточного числа привода uф:
uф=nном /[nрм]
uф=700/38,43=18,21
Уточним передаточные числа закрытой и открытой передач в соответствии с выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода:
uоп=uф/uзп; uоп=18,21/4,5=4,05
uзп=uф/uоп; uзп=18,21/4,05=4,5
2.3. Определение силовых и кинематических параметров привода
Pдв=Pдв ωном=∏ nном/30 nдв=nном Tдв=Pдв/ωном
PБ=Pдвnмnпк ωБ=ωном nБ=nном TБ=Tдвnмnпк
PТ=PБnзпnпк ωТ=ωБ/uзп nТ=nБ/uзп TТ=TБnзпnпкuзп
Pрм=PТnопnск ωрм=ωТ/uоп nрм=nТ/uоп Tрм=TТnопnпсuоп
2.4. Табличный ответ
Таблица 2.2. Силовые и кинематические параметры привода
| Тип двигателя 4АМ112MA8У3 Pном=2,2 кВт nном=700 об/мин | |||||||
| Параметр | Передача | Параметр | Вал | ||||
| hзп. | hзп | ДВ | Б | Т | РМ | ||
| Передаточ - ное число u | 4,5 | 4,05 | Расчетная мощ- ность P, кВт | 1,99 | 1,93 | 1,82 | 1,66 |
| Угловая скорость ω, 1/с | 73,26 | 73,26 | 16,28 | 4,02 | |||
| КПД n | 0,95 | 0,92 | Частота вра- щения n, об/мин | 155,5 | 38,4 | ||
| Вращающий момент T, Н*м | 27,16 | 26,35 | 111,52 | 431,68 |
Выбор материала зубчатых передач.
3.1. Выбор материала
3.1.1. Выбор твердости, термообработки и материала колес.
По табл. 3.1.[1] определяем марку стали:
· для шестерни – сталь 45: твердость 269…302 НВ
· для колеса – сталь 45: твердость 235…262 НВ
Термообработка для обеих сталей – улучшение
НВср= НВmin+ НВmax/2
НВср1=(269+302)/2=285,5
НВср2=(235+262)/2=248,5
НВср1-НВср2=285,5-248,5=37 20<37<50
3.1.2. Механические характеристики стали. [ 1, табл. 3.2]
Для шестерни бв=890 Н/мм2
б-1=380 Н/мм2
Для колеса бв=780 Н/мм2
б-1=335 Н/мм2
3.1.3. Предельные размеры [ 1, табл. 3.2]
Заготовка шестерни Dпред=80 мм
Заготовка колеса Sпред=80мм
3.2. Определение допускаемых контактных напряжений
3.2.1. Определяем коэффициент долговечности для зубьев шестерни и зубьев колеса.
N – число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка); NHO – число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости. N=573ωLh. Здесь ω – угловая скорость соответствующего вала, 1/с; Lh – срок службы привода, ч.
Так как N1>Nho1 и N2>Nho2, то коэффициенты долговечности KhL1=1 и KhL2=1.
NH01=16*106 число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости для шестерни
NH02=10*106 число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости для колеса
N1=573*73,26*6115=256695347,7
т.к N1>NHO1, то KHL1=1
N2=573*16,28*6115=57043410,6
т.к N2>NHO2, то KHL2=1
3.2.2. Определяем допускаемые контактные напряжения [б]H
[б]H1=KHL1[б]HO1
[б]HO1=1,8 HBср+67 [ 1, табл. 3.1]
[б]HO1=1,8*285,5+67=580,9 Н/мм2
[б]H2=KHL2[б]HO2
[б]HO2=1,8 HBср+67
[б]HO2=1,8*248,5+67=514,3 Н/мм2
min[б]H=514,3 Н/мм2
3.3. Определяем допускаемые напряжения изгиба,[б]F, Н/мм2
[б]F1=KFL1[б]FO1
[б]FO1=1,03 HBср [ 1, табл. 3.1]
[б]FO1=1,03*285,5=294,07 Н/мм2
=1 (N1>NFO)
[б]F1=294,07 Н/мм2
[б]F2=KFL2[б]FO2
[б]FO2=1,03 HBср
[б]FO2=1,03*248,5=255,96 Н/мм2
=1(N2>NFO)
[б]F2= 255,96 Н/мм2
min [б]F= 255,96 Н/мм2
3.4. Табличный ответ
Таблица 3.2. Механические характеристики материалов зубчатой передачи
| Элемент передачи | Марка стали | Dпред | Термообра- ботка | НВср1 | бв | б-1 | [б]H | [б]F |
| Sпред | Н/мм2 | |||||||
| Шестерня Колесо | У У | 285,5 248,5 | 580,9 514,3 | 294,07 255,96 |