0. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин.

Таблица 2.1

Выбор типа электродвигателя

Вариант	Двигатель	Мощность	Синхронная частота вращения, об/мин	Номинальная частота вращения
1	4АА56В2	0,25	3000	2760
2	4AАМ63А4	0,25	1500	1370
3	4AАМ63В6	0,25	1000	890
4	4AМ71В8	0,25	750	680

2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Рекомендуемые значения передаточных чисел [1c.43]:

- для червячной передачи 10÷35,5

- для открытой ременной 2÷4.

Принимаем для червячной передачи u₁ = 20, тогда для открытой передачи

u₂ = u/u₁ = u/20

Таблица 2.2

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	172.5	85,6	55.6	42.5
Редуктора	20	20	20	20
Открытой передачи	8,65	4,28	2,78	2,12

Анализируя полученные значения передаточных чисел и учитывая то, что двигатели с частотой 3000 и 750 об/мин нежелательно применять без особой необходимости, делаем выбор в пользу варианта 3, так как только в этом случае передаточное число ременной передачи попадает в рекомендуемые границы (2÷4). Таким образом выбираем электродвигатель 4ААМ63В6.

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв = 890 об/мин ₁ = 890π/30 = 93,2 рад/с

n₂ = n₁/u₁ = 890/2,78=320 об/мин ₂=320π/30 = 33,5 рад/с

n₃ = n₂/u₂ =320/20 = 16 об/мин ₃= 16π/30 = 1,68 рад/с

Фактическое значение скорости вращения колонны

v = πDn₃/6·10⁴ = π·200·16/6·10⁴ = 0,17 м/с

Отклонение фактического значения от заданного

δ = 0 < 5%

Мощности передаваемые валами:

P₁ = P_тр = 230 Вт

P₂ = P₁η_рпη_пк = 230·0,97·0,995 = 222 Вт

P₃ = P₂η_чпη_пк = 222·0,80·0,995 = 177 Вт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ = 230/93,2 = 2,5 Н·м

Т₂ = 222/33,5 = 6,6 Н·м

Т₃ = 177/1,68 = 105,3 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Вал	Число оборо­тов об/мин	Угловая ско­рость рад/сек	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
Вал электродвигателя	890	93,2	0,230	2,5
Ведущий вал редуктора	320	33,5	0,222	6,6
Ведомый вал редуктора	16	1,68	0,177	105,3

3 Выбор материалов червячной передач и определение допускаемых напряжений

Принимаем, согласно рекомендациям [1c.53], для червяка сталь 45 с закалкой до твердости >HRC45.

Ориентировочное значение скорости скольжения:

v_s = 4,2u₃10^-3M₂^1/3 = 4,220,01,6810^-3105,3^1/3 = 0,67 м/с,

при v_s <2 м/с рекомендуется [1 c54] чугун СЧ15, способ отливки – в землю: _в = 315 МПа.

Допускаемые контактные напряжения:

[]_H = 200 – 35v_s = 200 – 350,67 = 176 МПа.

Допускаемые напряжения изгиба при реверсивной передаче:

[]_F = 0,075_вK_FL,

где К_FL – коэффициент долговечности.

K_FL = (10⁶/N_эН)^1/9,

где N_эН – число циклов перемены напряжений.

N_эН = 573₃L_h = 5731,6835000 = 3,310⁷.

K_FL = (10⁶/3,310⁷)^1/9 = 0,678

[]_F = 0,0753150,678 = 16 МПа.

Таблица 3.1

Механические характеристики материалов червячной передачи

Элемент передачи	Марка стали	Термоо-бработка	σв	σ-1	[σ]Н	[σ]F
			Н/мм2
Червяк	45	Закалка >HRC45	780	335
Колесо	СЧ15		315		176	16