Разработка привода цепного транспортера (стр. 2 из 8)
Отсюда, по формуле (1.5) определим Uобщ=16∙2=32.
Тогда требуемая частота вращения вала электродвигателя определяется по формуле:
nдв.н= nвых∙Uобщ. = 58,9.32 = 1884,8 (об/мин)
Nср.кв.<Nдв.<Nдв.н. (1.6)
(1.6а)
Из соотношений (1.6) и (1.6а) выбираем двигатель 4A100L4Y3, для которого Nдв.= 4 (кВт), nдв.= 1430 (об/мин).
1.2 Расчёт кинематических, силовых и энергетических параметров на отдельных валах
Уточняем передаточные отношения:
Определяем U23 по соотношению
[Дунаев П.Ф., стр. 11]. По ряду стандартных значений U23=4, тогда 
.Определение кинематических, силовых и энергетических параметров на отдельных валах.
На первом валу (быстроходный вал привода):
N1=Nдв.=4 (кВт) n1=nдв.=1430 (об/мин)
(Н.м)На втором валу (быстроходный вал редуктора):
N2=N1∙
=4∙0,96=3,84(кВт)n2=
=715(об/мин) 
(Н.м)На третьем валу (промежуточный вал редуктора):
N3=N2∙
=3,84. 0,97=3,72(кВт)n3=
=180,6 (об/мин) 
(Н.м)На четвёртом валу (тихоходный вал редуктора):
N4=N3∙
=3,72∙0,97=3,61(кВт)n4 =
=57,3(об/мин) 
(Н.м)На пятом валу (тихоходный вал привода):
N5 =N4∙
=0,99∙3,61=3,58(кВт)n5 =
=57,3(об/мин) 
(Н.м)Кинематические, cиловые и энергические параметры элементов привода занесём в таблицу 1.
Таблица 1
| Параметры | Обознач. | Разм. | Валы | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||||
| Крутящий момент | Т | Н.м | 26,5 | 50,9 | 188,8 | 601,7 | 596,7 | |||
| Частота вращения | n | Об/мин | 1430 | 715 | 180,6 | 57,3 | 57,3 | |||
| Угловая скорость |  | рад/с | 151,2 | 75,6 | 19,7 | 6 | 6 | |||
| Мощность | N | кВт | 4 | 3,84 | 3,72 | 3,61 | 3,58 | |||
| Передаточное отношение | U | 2 | 4 | 3,15 | 1 | |||||
1.3 Расчёт привода в Автоматизированный системах «Восход», «Кинематик»
В системе «Восход»
Исходные данные
Цилиндр.горизонтальный соосный редуктор
Мощность тихох.вала привода,квт 4.5
Частота вращения тихох.вала привода,мин-1 58.9
Общее передаточное число привода 32
Перед.число ременной передачи 2
Результаты расчета
Тип выбранного эл./двиг. 4a112m4y3
Мощность выбранного эл./двиг. 5.5 квт
Частота вращения эл./двиг. 1445 мин-1
Действ.перед.число редуктора 12.60
Перед.число быстрох.ступени 4.00
Перед.число тихоходной ступени 3.15
Перед.число ременной передачи 2.00
В системе «Кинематик».
Таблица расчетных значений
Приблизительное общее передаточное отношение
привода Usп=25.20
Общий КПД привода Ns=0.88
Приблизительная мощность двигателя Pдвп=5.14(кВт)
Приблизительная частота вращения вала электродвигателя
ndп=1484(об/мин)
Тип электродвигателя - 4A100L4УЗ
Мощность электpодвигателя Рдв=4.00(кВт)
Частота вpащения вала электpодвигателя nдв=1430(об/мин)
Отношение Тпуск/Тном=2.0
Отношение Тmax/Тном=2.4
Масса электpодвиготеля Мдв=42.0
Разбиение передаточного отношения pедуктоpа
по ступеням
Передаточное отношение быстроходной ступени pедуктоpа Uб=3.55
Передаточное отношение тихоходной ступени pедуктоpа Uт=3.15
Частота вpащения быстpоходного вала пpивода1430.00
Кpутящий момент на быстpоходном валу пpивода26.71
Частота вpащения быстpоходного вала pедуктоpа794.00
Кpутящий момент на быстpоходном валу pедуктоpа46.16
Частота вpащения 1-ого пpомежуточного вала pедуктоpа224.00
Кpутящий момент на 1-ом пpомежуточном валу pедуктоpа158.95
Частота вpащения тихоходного вала pедуктоpа63.00
Кpутящий момент на тихоходном валу pедуктоpа547.36
1.4 Сравнительный анализ результатов и выбор рационального варианта
| Параметры | Обозначение | Разм. | Метод | Валы | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||
| Крутящий момент | T | Н∙м | Ручной расчет | 26,5 | 50,9 | 188,8 | 601,7 | 596,7 |
| Кинемат | 26,71 | 46,16 | 224 | 547,36 | - | |||
| Частота вращения | n | 1/мин | Ручной расчет | 1430 | 715 | 180,6 | 57,3 | 57,3 |
| Кинемат | 1430 | 794 | 224 | 63 | 63 | |||
Вывод
Из таблицы сравнения результатов видно, что отклонения полученных результатов незначительны. Немного не сошлись величины, полученные для каждой отдельной ступени привода. Это может объясняться несколькими причинами. Например, несовершенством эмпирически полученных и выведенных формул. При автоматизированном расчете многие операции недоступны для пользователя, поэтому сделать проверку на каждом этапе работы невозможно. Так что действия, выполняемые программой мы увидеть не можем. При этом различным оказалось разбиение передаточного отношения по ступеням. С этой точки зрения, на мой взгляд, целесообразней взять вариант ручного расчета, так как здесь мы можем с большей лёгкостью варьировать рассчитываемые параметры.
2. Расчет и проектирование зубчатого редуктора
2.1 Выбор материалов зубчатых колес. Определение допускаемых напряжений
Назначаем сталь 40ХН (для колес) и 40ХН (для шестерней), причём для лучшей приработки зубьев твёрдость шестерни назначают больше твёрдости колеса не менее чем на 10-15 единиц. Термообработка для колёс улучшение, ориентировочный режим термообработки: закалка 820-8400 С, охлаждение в масле, отпуск 560-6000 С. Твёрдость 300 HB, предел текучести σт =600 МПа, предел прочности σв=850 МПа. Термообработка для шестерни закалка т.в.ч., ориентировочный режим термообработки: закалка 820-8400 С, охлаждение в масле, отпуск 180-2000 С. Твёрдость 47 HRC, предел текучести σт =1400 МПа, предел прочности σв=1900 МПа.
Допускаемые контактные напряжения:
(2.1)где σно- предел контактной выносливости,
Sн- коэффициент безопасности,
КHL- коэффициент долговечности.
Для колеса и шестерни предел контактной выносливости
σно=2НВ+70 МПа; (2.1а)
коэффициент безопасности Sн=1,1 (из таблицы 8.9 [3]).
Предельные допускаемые напряжения
[σн]MAX=2,8σт МПа; (2.2а)
[σF]MAX=2,74НВ МПа. (2.2б)
Определим пределы контактной выносливости для колеса и шестерни 2-й ступени по формуле (2.1а).
Для колеса НВ 300, σно=2∙300+70=670(МПа), для шестерни НВ 470, σно=2.470+70=1010(МПа).
Допускаемые контактные напряжения для 2-й ступени определяем по материалу колеса, как более слабому.
Число циклов напряжений для колеса 2-й ступени при переменной нагрузке:
(2.3)где
- отношение соответствующего момента цикла к максимальному из моментов, берем из графика нагрузки,ni – частота вращения выходного вала (ni=57,3 об\мин),