Расчеты привода клиноременной передачи
1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ
РАСЧЕТ И ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ
Грузоподъемность лебедки:
F=10КН
Скорость подъема v=1.2 м/с
Диаметр барабана D=200 мм
Угол наклона ременной
передачи
=60
Ресурс работы привода L=3000 ч
Типовой режим
нагружения-2I.
1. Определим требуемую
мощность
Требуемая мощность
,
где
3 пары
подшипников=0,993
КПД клиноременной
передачи=0,96
КПД муфты=0,98
КПД червячной
передачи=0,9
Итого
2. Найдем угловую скорость
и число оборотов в мин барабана
3. Подбор двигателя.
Предпочтительные варианты:
Двигатель, КВт
|
Типоразмер
|
Частота, об/мин
|
s, %
|
Tn/Tн
|
15
|
4A160S2
|
3000
|
2.1
|
1.6
|
15
|
4A160S4
|
1500
|
2.3
|
2
|
а) двигатель 4A160S2 с числом оборотов 3000
б) двигатель 4A160S4 с числом оборотов 1500
Номинальная частота
вращения:
а) nном =3000*(1-0,021)=2937 об/мин
б) nном=1500*(1-0,023)=1465 об/мин
Выбираем двигатель с
числом оборотов 1500 4A160S4(четырехполюсный) и считаем
передаточное число привода:
Возьмем из списка
передаточных чисел червячного редуктора u1=8, тогда передаточное число клиноременной передачи равно:
u2=u/u1=12,8/8=1,6
Полученный двигатель
имеет следующие размеры:
L1=110 мм, d1=48 мм
Кинематическая схема
привода:
Вал 1(двигатель)
P=14.6 КВт
|
n=1465 об/мин
|
|
Вал2(передача)
P=14,6 КВт
|
|
|
Вал3(редуктор)
P=14.6 КВт
|
|
|
2. РАСЧЕТ
КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
1. По номограмме в зависимости от
частоты вращения меньшего шкива n1 (в нашем случае n 1= nдв =1465 об/мин) и передаваемой
мощности Р= Р дв=14,6 КВт принимаем сечение клинового ремня Б.
Вращающий момент:
2. Диаметр меньшего шкива определяют по
эмпирической формуле:
Диаметр большего шкива
Принимаем d2 =360 мм
3. Уточняем передаточное отношение
При этом угловая скорость
вала будет:
Расхождение с тем, что
было получено по первоначальному расчету,
,
что менее допускаемого на
плюс-минус 3 %
Следовательно,
окончательно принимаем диаметры шкивов d1 =224мм, d2=360мм.
4. Межосевое расстояние следует принять в интервале:
Принимаем предварительно
близкое значение
5. Расчетная длина ремня определяется по
формуле:
Принимаем по стандарту
ГОСТ 1284.1-80 значение длины ремня 2240 мм
6. Уточняем значение межосевого
расстояния с учетом
стандартной длины ремня L:
,
где
и .
Тогда
При монтаже передачи
необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0.01*2240=22,4мм для облегчения
надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0.025L=0.025*2240=56мм для увеличения
натяжения ремней.
7. Угол обхвата меньшего шкива
8. Коэффициент режима работы,
учитывающий условия эксплуатации передачи:
Коэффициент, учитывающий
влияние длины ремня:
СL=1
Коэффициент, учитывающий
влияние угла обхвата: С=0,98
Коэффициент, учитывающий
число ремней Сz=0.95
9. Число ремней в передаче
Р0=6,6 из
таблицы 7.8, принимаем число ремней равным 3.
10. Натяжение ветви клинового ремня
находим по формуле:
,
где скорость
Коэффициент, учитывающий
центробежную силу:
для сечения ремня Б, тогда
11. Давление на валы
12. Ширина шкивов
13. Найдем долговечность ремней
, где
Ресурс работы привода
считается по формуле:
,
Где
и для сечения ремня Б
Оформим полученные
значения в таблице:
Параметр
|
Формула
|
Значение
|
Сечение ремня
|
номограмма
|
Б
|
Вращающий момент, Н*м
|
95,2 Н*м
|
Диаметр меньшего шкива, мм
|
|
|
Диаметр большего шкива, мм
|
|
|
Передаточное отношение (уточненное)
|
|
|
Межосевое расстояние, мм
|
|
|
Длина ремня, мм
|
|
2240 мм
|
Уточненное межосевое расстояние, мм
|
|
658 мм
|
Угол обхвата, o
|
|
168o
|
Число ремней
|
|
3 шт
|
Натяжение ветви ремня, Н
|
|
273Н
|
Сила, действующая на вал, Н
|
|
1.6к Н
|
Ширина шкивов,мм
|
|
63мм
|
|
|
3МПа
|
|
|
4,5Мпа
|
|
|
0,3МПа
|
Условие прочности
|
|
|
Ресурс привода
|
|
3117ч
|
3. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА
При расчете
использовалась программа для расчета цилиндрических, конических и червячных
редукторов. Полученные данные частично присутствуют в дальнейших расчетах.
Число витков червяка
принимаем равным при
передаточном отношении u=8.
Число зубьев червячного колеса
Вращающий момент на
тихоходном валу:
Вращающий момент на валу
червячного колеса
Выбираем материал червяка
и венца червячного колеса.
Принимаем для червяка
сталь 45 с закалкой до твердости менее HRC 45 с последующим шлифованием. Так как к редуктору не
предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для
венцачервячного колеса бронзу БР010Ф1 (отливка в кокиль).
Посчитаем напряжения для
БРО10Ф1(см табл 4.8):
Принимаем предварительно
коэффициент диаметра червяка равным 8.
Определяем межосевое
расстояние:
Модуль
Принимаем по ГОСТ 2144-76
стандартные значения m=8 и q=8, тогда межосевое расстояние будет
равно
Основные размеры червяка:
Делительный диаметр
червяка
Диаметр вершин витков
червяка
Диаметр впадин витков
червяка
Длина нарезанной части
шлифованного червяка равна:
Делительный угол подъема
витка у (по табл. 4.3): при z1=4 и
q = 8 =>
Основные размеры венца
червячного колеса:
Делительный диаметр
червячного колеса
d2 = z2*m = 32*8=256 мм;
Диаметр вершин зубьев
червячного колеса
Диаметр впадин зубьев
червячного колеса
Ширина венца червячного
колеса принимается по соотношениям:
Окружная скорость червяка
равна по формуле
Скорость скольжения
определяется из соотношения:
КПД редуктора равен 0,91%
При степени точности
(табл. 4,7) равной 7 коэффициент динамичности
Коэффициент
неравномерности распределения нагрузки(x=0,3):
Коэффициент нагрузки
равен
Проверяем контактные
напряжения:
При этом расчетное напряжение
ниже допускаемого на 14%, что считается удовлетворительным.
Проверка прочности зубьев
червячного колеса на изгиб.
Эквивалентное число
зубьев:
Коэффициент формы зуба по
табл. 4.5
Расчетные значения
допускаемых напряжений изгиба