Расчет дыухступенчатого редуктора

1. Срок  службы привода редуктора.

 
 

   Срок  службы (ресурс) L_h, ч, определяем по формуле: 

L_h=365L_rK_rt_cK_cK_П 

К_r=20*12/365=0,657 

K_c=6/8=0,75  

L_h=365*5*0,657*8*0,75*0,85=6115 г. 

L_h – срок службы привода, лет;

К_r – коэффициент годового использования;

t_c – продолжительность смены, ч. t_c=8ч;

K_c – коэффициент сменного использования;

K_П – коэффициент простоя (15%) – 0,85 

2. Выбор двигателя. 

1. Определение номинальной мощности двигателя.

 

2.1.1. Определяем требуемую мощность рабочей машины P_рм, кВт :     

   P_рм=Fv

   P_рм=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=h_зпh_опh³_подшh_м 

где h_з.п – КПД закрытой передачи [ 1, табл. 2.2]

h_оп - КПД открытой передачи [ 1, табл. 2.2]

h³_подш - КПД подшипников (качения, скольжения)  [ 1, табл. 2.2]

h_м - КПД муфты [ 1, табл. 2.2] 

   h=0,95*0,92*0,99³*0,98=0,83 
 

 2.1.3. Определяем требуемую мощность двигателя P_дв, кВт : 

   P_дв= P_рм/h

   P_дв=1,65/0,83=1,99 кВт 

2.1.4. Определяем номинальную мощность двигателя P_ном, кВт:  

   P_ном  P_дв [ 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.

   [ 1, К9] 

2. Определение передаточных чисел.

 

2.2.1. Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины n_рм , об/мин: 

   N_рм=v60*1000/ZP

   N_рм=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 P_nom:  
 

   U₁=n_ном1\n_рм;   U₁=700/36,6=19,13

   U₂=n_ном2\n_рм ;    U₂=950/36,6=25,96

   U₃=n_ном3\n_рм;   U₃=1425/36,6=38,93

   U₄=n_ном4\n_рм ;   U₄=2850/36,6=77,87  

Т.к. открытые зубчатые передачи лежат в интервале 3…7 пусть Uзп = const = 4,5  

                                                                        

                                                                                Табл. 2.2.

    

2.2.3. Определяем максимально допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины  Dn_pm , об/мин: 

   Dn_pm=n_pmd/100

   Dn_pm=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 [n_рм], об/мин: 

   [n_рм]=n_рм ±Dn_pm

   приняв Dn_pm=+1,83 об/мин:

   [n_рм]=36,6+1,83=38,43 об/мин;

2.2.5 Определение  фактического передаточного числа привода u_ф: 

    u_ф=n_ном /[n_рм]

   u_ф=700/38,43=18,21

    

   Уточним передаточные числа закрытой и открытой передач в соответствии с выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода:

    

   u_оп=u_ф/u_зп;  u_оп=18,21/4,5=4,05

   u_зп=u_ф/u_оп;  u_зп=18,21/4,05=4,5 

3. Определение силовых и кинематических параметров привода

 

         P_дв=P_дв                                   ω_ном=∏ n_ном/30          n_дв=n_ном       T_дв=P_дв/ω_ном

     P_Б=P_двn_мn_пк ω_Б=ω_ном                  n_Б=n_ном         T_Б=T_двn_мn_пк

     P_Т=P_Бn_зпn_пк ω_Т=ω_Б/u_зп              n_Т=n_Б/u_зп       T_Т=T_Бn_зпn_пкu_зп

     P_рм=P_Тn_опn_ск ω_рм=ω_Т/u_оп                n_рм=n_Т/u_оп        T_рм=T_Тn_опn_псu_оп 
 
 

4. Табличный ответ 

 
 

                                                                   Таблица 2.2. Силовые и кинематические параметры привода   

 
 
 
 
 
 
 

3. Выбор материала зубчатых передач.

 

1. Выбор материала 

 

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  

  НВ_ср= НВ_min+ НВ_max/2

      НВ_ср1=(269+302)/2=285,5

       НВ_ср2=(235+262)/2=248,5

       НВ_ср1-НВ_ср2=285,5-248,5=37          20<37<50 

2.  Механические характеристики стали. [ 1, табл. 3.2]

 
 

Для шестерни б_в=890 Н/мм² 

                   б_-1=380 Н/мм²  

Для колеса б_в=780 Н/мм²

               б_-1=335 Н/мм² 
 

3.  Предельные  размеры   [ 1, табл. 3.2]

 

 Заготовка шестерни D_пред=80 мм

 Заготовка колеса S_пред=80мм  

2. Определение допускаемых контактных напряжений

 

1.  Определяем коэффициент долговечности для зубьев шестерни и зубьев колеса.

 

 

N – число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка); N_HO – число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости. N=573ωL_h. Здесь ω – угловая скорость соответствующего вала, 1/с; L_h – срок службы привода, ч.

Так как N₁>N_ho1 и N₂>N_ho2, то коэффициенты долговечности K_hL1=1 и K_hL2=1.

 N_H01=16*10⁶ число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости для шестерни

 N_H02=10*10⁶ число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу  выносливости для колеса