Подбор электродвигателя и кинематический расчет

Для привода рабочих органов машин применяются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А (ГОСТ 19523-81). Требуемая мощность должна быть равна или больше расчетной мощности и определяется по формуле

где   – окружное усилие на барабане или ведущих звездочках конвейера, Н;

   – скорость движения рабочего органа конвейера, м/с;

– КПД привода, получаемое путем перемножения КПД всех передач привода.

В случае если задана мощность на выходе Р _,то

Общее передаточное число привода

где – асинхронная частота вращения двигателя, мин^-1;

– частота вращения приводного вала рабочего органа, мин^-1;

, – передаточные числа элементов привода.

Частота вращения приводного вала составляет, например,

для ленточного транспортера:

для цепной передачи (звездочки):

где  – диаметр барабана или звездочки, м;

  – число зубьев звездочки;

– шаг тяговой цепи, мм.

Общее передаточное число разбивается по передачам и ступе­ням редуктора. Рекомендуется: для одной ступени червячной передачи при четырехзаходном червяке
; для одной конической ступени =3,0...4,0; для цилиндрической зубчатой
передачи =3,0...6,0; для цепной передачи =2,0...5,0; для ременной передачи
= 2,0...4,0. Для зубчатых передач  брать из стандартного ряда:

2; 2,5; 3,15; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3...

       Угловая скорость вала электродвигателя

Далее можно определить угловые скорости других валов привода

,

.

Крутящие моменты на валах определяются с учетом потерь на трение

.

Крутящий момент ведомого вала

.

Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

Для зубчатых передач

Основными материалами зубчатых колес служат термически обрабатываемые стали, так как они обеспечивают высокую контактную и изгибную прочность зубьев.

Зубчатые колеса с твердостью НВ < 350, нормализованные, обычно изготовляют из качественных углеродистых сталей 40, 45, 50 и легированных 40Х, 40ХН и др. – прирабатывающиеся материалы.

Зубчатые колеса с твердостью НВ > 350, закаленные, цементированные, азотированные. Закаленные изготавливают из углеродистых и легированных сталей 45, 40Х, 40ХН; цементированные из сталей с низким содержанием углерода стали 15, 20, 15Х, 20Х – неприрабатывающиеся материалы.

Допускаемое контактное напряжение

где  – предел контактной усталости поверхности зубьев.

При нормализации или улучшении

При поверхностной закалке

где  = 1,1 или 1,2 – коэффициент безопасности;

– коэффициент  долговечности,  при  длительной  работе  = 1,0 (когда
N  > N );

N  – действительное число нагрузки;

N  – базовое число нагрузки.

Допускаемое напряжение изгиба

где  – предел выносливости зубьев при изгибе:

при нормали­зации или улучшении

при закалке ТВЧ по контуру  в МПа

 = 600;

 = 1,7...2,2 – коэффициент безопасности;

– коэффициент долговечности; при длительной работе = 1,0;

– коэффициент приложения нагрузки; при нереверсивной работе передачи = 0,7...0,8.

Червяки современных передач изготавливают из углеродистых или легированных сталей, витки термообрабатывают до твердости HRC > 45 с последующим шлифованием.

Червячные колеса при скорости скольжения зубьев  ≤ 5 м/с изготавливают из безоловянистых бронз типа Бр АЖ-4, при  ≥ 5 м/с применяют оловянистые бронзы
типа Бр ОФ10-1, ОНФ.

Допускаемые контактные напряжения для оловянистых бронз

где  – предел прочности, МПа.

Для бронзы БрАЖ9-4

При проектном расчете

где – частота вращения червяка, мин^-1;

– крутящий момент на червячном колесе, Н•м.

Допускаемые напряжения изгиба

где – предел текучести, МПа (по таблице 1).

Таблица 1 – Механические характеристики бронз

 

 

Материал колеса	Способ отливки	Механические характеристики
		, МП а	, МП а
БрОФЮ-1	В песок	120	200
БрОФЮ-1	В кокиль	150	260
БрОНФ	Центробежный	170	290
БрАЖ9-4	В песок	200	400