Расчеты привода клиноременной передачи

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:

а) двигатель 4A160S2 с числом оборотов 3000

б) двигатель 4A160S4 с числом оборотов 1500

Номинальная частота вращения:

а) n_ном =3000*(1-0,021)=2937 об/мин

б) n_ном=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:

2. РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

1. По номограмме в зависимости от частоты вращения меньшего шкива n₁ (в нашем случае n ₁= n_дв =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:

С_L=1

Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата: С=0,98

Коэффициент, учитывающий число ремней С_z=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:

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