Кинематический расчет привода.

Первым шагом для обоснования кинематической схемы привода может служить общее передаточное отношение i. Поэтому начинать расчет надо с определения частоты вращения приводного вала конвейера. По формуле

Тогда крутящий момент на валу равен

Определяем потери в кинематической цепи привода (КПД) привода

Где кпд муфты; кпд червячного зацепления; кпд цилиндрического зубчатого зацепления; кпд конического зубчатого зацепления. Искомая мощность электродвигателя

Определяем частоту вращения входного вала конвейера

Где передаточное число червячного зацепления; передаточное число цилиндрического зубчатого зацепления; конического зубчатого зацепления.

Подбираем электродвигатель по приложению 7 и 8.

Типоразмер 4A100S4У3. Мощность 11кВт. Частота вращения (с учетом скольжения S=2%, при синхронной частоте вращения 1500 .

Общее передаточное отношение привода

Разбиваем привод по окончательным передаточным отношениям

Окончательно принимаем .

Определяем частоты вращения (угловые скорости) валов привода.

Определяем моменты вращения на валах привода.

Расчет червячного зацепления.

Определяем коэффициенты долговечности червячного колеса червячного зацепления по следующим данным. Срок службы коэффициент годового использования ; коэффициент суточного использования ; относительная продолжительность включения ПВ=0,2; ; Червячное колесо изготовлено из высокооловянистой бронзы.

Коэффициент эквивалентности по контакту по рис 4,3

Машинное время наработки по формуле

Наработка по формуле

Коэффициент долговечности по контакту по формуле

Коэффициент эквивалентности по изгибу по таблице 4.1

Коэффициент долговечности по изгибу по формуле

= =1.134

Подбираем материал для червячного колеса при следующих условиях ; ПВ=0,2.

Ожидаемая скорость скольжения по формуле

По таблице 7.2 требуется найти материал группы IIб. Так как и и находятся в средней части своих диапазонов, то принимаем оловянистую бронзу БРО5Ц5С5 для которой

Допускаемое напряжение по формуле .

Предел прочности бронзы БРО5Ц5С5 по таблице 7.1 при отливке в кокиль

Согласно §7.4 принимаем червяк из стали 18ХГТ с цементацией и закалкой до твердости HRC 56-63.

Предварительный коэффициент нагрузки по формуле .

Коэффициент концентрации по формуле

Заходность червяка при u=40 Начальный коэффициент концентрации по рис 7.2 при и u=40 тогда

Согласно § 7.6 =1; K=1*1,025=1,025.

Предварительное значение межосевого расстояния по формуле

Принимаем ближайшее стандартное межосевое расстояние а=200мм.

Число зубьев колеса .

Модуль по формуле

Принимаем стандартный модуль m=8

Коэффициент диаметра червяка по формуле

Принимаем стандартный коэффициент диаметра q=18.

Коэффициент смещения по формуле

Окончательно принимаем q=18.

Угол подъема витка на начальном диаметре по формуле

Длина червяка по формуле

.

Принимаем

Ширина венца червячного колеса по формуле

Принимаем

Проверяем фактическое контактное напряжение по формуле

Делительный диаметр колеса

Начальный диаметр червяка при

Принимаем

Фактическая скорость скольжения по формуле

Коэффициент концентрации по формуле и таблице 4.1 и 7.4

Скорость колеса по формуле

Коэффициент динамичности по таблице 4.11 для 8 степени точности

По формуле

Расчетный момент

Напряжение

Уточняем допускаемое напряжение по фактической скорости скольжения . Тогда

Перегрузка по напряжению

Подобная нагрузка допустима. Таким образом, обеспечено полное использование материала по контактной выносливости.

Проверяем статическую контактную прочность. Предельное контактное напряжение по формуле

Максимальное контактное напряжение по формуле

Проверяем напряжения изгиба. Допускаемое напряжение изгиба по таблице 7.3

Напряжение изгиба в зубьях колеса по формуле

Эквивалентное число зубьев колеса по формуле

Коэффициент формы зуба

Окружная сила на колесе по формуле

Проверяем статическую прочность на изгиб по формуле

Рассчитываем геометрические параметры передачи.

Определяем делительный диаметр червяка по формуле

Так как ,то диаметр вершин витков по формуле

Диаметр витков по формуле

Делительный угол подъема по формуле

Так как

Делительный диаметр червячного колеса по формуле

Диаметр вершин зубьев по формуле

Наибольший диаметр колеса по формуле

Диаметр впадин по формуле

Радиус закругления колеса по формуле

Рассчитаем силы в зацеплении червячной пары

Окружная сила по формуле

Осевая сила на червяке

Окружная сила на червяке по формуле

Осевая сила на червячном колесе

Радиальная сила по формуле

Определяем КПД редуктора по формуле

Предварительная оценка потерь в зацеплении и подшипниках по формуле

Окончательную величину потерь определяем по формуле

Приведенный угол трения для материала групп определяем по таблице 7,7

Потери в уплотнениях по рис. 7,6 .

Потери на барботаж при по рис 7,6

Потери на вентилятор при по рис 7,6

КПД редуктора без вентилятора

Потери на вентилятор при

КПД с вентилятором

Определим температуру масла в корпусе редуктора. Редуктор установлен на бетонном основании; нагрузка переменная с большими перерывами; вентилятор не требуется.

Мощность на быстроходном валу по формуле

Поверхность теплопередачи по формуле

Температура масла по формуле

Вариант: определить при непрерывной работе с постоянной нагрузкой, т.е. при ПВ=1