Материал: 1639

где nэ.ном – частота вращения электродвигателя при номинальном режиме работы; n1 – частота вращения червяка.

nэ = nэ.ном = n1 = 1000 – 1000·0,04 = 960 об/мин.

Таким образом, совокупность условий (3.5) выглядит следующим образом:

Рэ = 3 кВт > Ртр.э = 2,3 кВт;

nэ = 960 об/мин ≈ nэI = 974,1 об/мин.

На рисунке 3.3 представлен общий вид электродвигателя 4А112МА6УЗ с обозначением его геометрических параметров.

Рисунок 3.3 – Общий вид электродвигателя 4А112МА6УЗ

Геометрические параметры электродвигателя: L1 = 452 мм;

Н = 310 мм;D = 260 мм; d = 32 мм; d1 = 12 мм ; l = 80 мм; l1 = 70 мм; l2 = 140 мм; b = 190 мм; h = 112 мм.

3.5Определение фактического значения передаточного числа U редуктора

Известные данные для расчёта: nэ = 960 об/мин; n2 = 32,47 об/мин.

Фактическое значение передаточного числа U редуктора определим по формуле

15

где nэ, n2 – частоты вращения соответственно электродвигателя и тихоходного вала редуктора.

Так как величины nэ, n2 известны, то, произведя вычисления по формуле (3.6), получим

U = 32,47960 = 29,56.

3.6 Определение мощности Р1 на быстроходном валу редуктора

Известные данные для расчёта:

P2 = 1,8 кВт; ηч.п = 0,8; ηп.к = 0,995; n = 2.

На рисунке 3.4 представлена кинематическая схема рассматриваемого червячного редуктора с обозначением параметров, необходимых для последующего кинематического расчёта.

Рисунок 3.4 – Расчётная схема червячного редуктора: 1 – быстроходный вал (червяк); 2 – тихоходный вал; Т1 – крутящий момент на быстроходном валу; Т2 – крутящий момент на тихоходном валу

Согласно рисунку 3.4 мощность Р1 на быстроходном валу определим по формуле

где Р2 – мощность на тихоходном валу; ηч.п – КПД червячной передачи; ηп.к – КПД пары подшипников качения; n – число пар подшипников качения.

16

Так как значения Р2, ηк.п, ηп.к уже известны, то, подставляя эти значения в формулу (3.7), получим

1,8 Р1 = 0,8 (0,995 )2 = 2,28 кВт.

3.7 Определение крутящих моментов Т1, Т2 на валах редуктора

Известные данные для расчёта:

Р1 = 2,28 кВт; P2 = 1,8 кВт; n1 = 960 об/мин; n2 = 32,47 об/мин.

Величины крутящих моментов Т1, Т2 соответственно на быстроходном и тихоходном валах редуктора определим по совокупности формул:

где n1, n2 – частоты вращений валов редуктора; 9550 – переводной коэффициент размерностей.

Так как все величины, входящие в правые части совокупности формул (3.8), известны, то, произведя вычисления, получим:

Т1 = 9550 2960,28 = 22,68 Н·м; Т2 = 9550 321,,847 = 529,41 Н·м.

Результаты расчётов по разделу 3 пояснительной записки сведём в таблицу 3.1.

17

4 Расчёт червячной передачи

Известные данные для расчёта

Для расчёта червячной передачи используются следующие данные: мощность на червяке Р1 = 2,28 кВт; крутящий момент на быстроходном валу редуктора T1 = 22,68 Н·м; крутящий момент на тихоходном валу редуктора T2 = 529,41 Н·м; частота вращения червяка n1 = 960 об/мин; частота вращения червячного колеса n2 = 32,47 об/мин; передаточное число редуктора U = 29,56; срок службы привода L = 5 лет; коэффициент суточной нагрузки Ксут = 0,6; коэффициент годичной нагрузки Кгод = 0,5; характер нагрузки – постоянный; режим работы – средний.

4.1 Выбор кинематической схемы червячного редуктора

Известные данные для расчёта: n1 = 960 об/мин.

Согласно известной рекомендации [5, с. 10] при частоте вращения червяка n1 < 1000 об/мин выбирается кинематическая схема редуктора с нижним расположением червяка. Эту схему применим для проектируемого редуктора.

4.2 Выбор числа витков (заходов) червяка

Известные данные для расчёта: U = 29,56.

Стандарт предусматривает число витков червяка Z1 = 1, 2, 4. Рекомендуется принимать Z1 = 1 при U > 30; Z1 = 2 при U = 16…30; Z1 = 4 при U = 8…15 [5, с. 10]. Используя эту рекомендацию, принима-

ем Z1 = 2.

4.3 Определение числа зубьев червячного колеса

Известные данные для расчёта: Z1 = 2; U = 29,56.

18

Число Z2 зубьев червячного колеса определим по формуле

Z2 = Z1·U. (4.1)

Проведя вычисления, получим

Z2 = 2·29,56 = 59,12.

Полученное значение Z2 округлим в большую сторону до ближайшего целого числа:

Z2 = 60.

Тогда действительное значение передаточного числа редуктора будет равно

U = Z1/Z2 = 60/2 = 30.

4.4 Определение приближённого значения скорости Vs скольжения

Известные данные для расчёта: n1 = 960 об/мин; T2 = 529,41 Н·м.

При работе червячной передачи витки червяка скользят по зубьям червячного колеса со скоростью Vs. Приближенное значение скорости скольжения определим по формуле

где n1 – частота вращения вала червяка, об/мин; T2 – крутящий момент на валу червячного колеса, Н·м.

Vs = 4,5·10 -4·960·3529,41 = 3,49 м/с.

4.5 Выбор материалов и допускаемых напряжений

4.5.1 Материалы червячной пары

Известные данные для расчёта: Vs = 3,49 м/с.

Червяки в силовых передачах, как правило, изготавливают из сталей, термообработанных до высокой твёрдости, с последующим шлифованием и полированием. Согласно известным рекомендациям [5, с. 11, таблица 1] выбираем сталь марки 40Х. Режим термообработки

– закалка до твёрдости зубьев червяка 48…54 HRC. Предел прочности σВ = 1600 МПа; предел текучести σТ = 1400 МПа.

19