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 n1= 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:--PAGE_BREAK--
/>
/>
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
/>
Р=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
/>
224мм
Уточненное межосевое расстояние, мм
/>
658 мм
Угол обхвата, o
/>
168o
Число ремней
/>
3шт
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/> продолжение
--PAGE_BREAK--
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
d1=q*m = 8*8 = 64 мм;
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
/>
/>