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
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