Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме (рис. 1), открытая быстроходная передача клиноременная, открытая тихоходная – цепкая; редуктор цилиндрический косозубый, срок службы привода t=15000ч., работа двухсменная, нагрузка спокойная, мощность на ведомой звездочке цепной передачи P4 = 3 кВт, частота вращения n4 = 50 мин-1.
Рис.1. Кинематическая схема привода к конвейеру
1. Определим момент на валу ведомой звездочки:
, (1)
где Р4 – мощность на ведомой звездочке цепной передачи;
w4 – угловая скорость вала ведомой звездочки
, где n4 – частота вращения вала ведомой звездочки.
Подставим в формулу (1) известные величины и определим численное значение момента на валу ведомой звездочки:
.
2. Определим КПД редуктора и привода в целом по формуле:
hр= hзп × hп2 (2)
h= hр × hоп2 (3)
где hзп – КПД зубчатой передачи;
hп – КПД пары подшипников качения;
hоп – КПД открытой передачи (клиноременной и цепной).
По табл. 1 выбираем КПД передачи редуктора (цилиндрическая зубчатая пара, закрытая с жидкой смазкой) hзп = 0,98; КПД цепной передачи hцп = 0,96, КПД клиноременной передачи hкп = 0,96; пара подшипников качения hп = 0,99. Подставив численное значение КПД в формулы (2) и (3) получаем:
hр = hзп 
hп2 = 0,98 0,992 = 0,96,
h = hр hоп2 = 0,96 0,96 0,96 = 0,88.
3. Определим потребную мощность электродвигателя (на первом валу):
. (4)
По формуле (4), подставив известные величины, получаем:
= 3,4 кВт.
По табл. 2 выбираем двигатель с синхронной частотой вращения nс=1000 об/мин, серии 4А 112 МА 6 У3 общего назначения, мощность которого Рсч = 3,0 кВт, допускается некоторая перегрузка двигателя, скольжение 1 двигателя S = 4,7 %.
4А 112 МА 6 У3: 4 – порядковый номер серии,
А – род двигателя – асинхронный,
станина и щиты чугунные или стальные, высота от оси вращения – 112 мм; буква М указывает установочный размер по длине станины, буква А отмечает длину сердечника статора; цифра 6 – число полюсов; У3 – указывает на то, что двигатель предназначен для работы в зонах с умеренным климатом.
Определим частоту вращения двигателя под нагрузкой
(5)
Подставив известные величины в формулу (5) получаем:
об/мин.
Угловую скорость вала двигателя w, определим из следующей зависимости:
, (6)
где n1 – частота вращения двигателя под нагрузкой
= 99,75с-1.
4. Определим общее передаточное отношение привода:
, (7)
где w1, w4 – угловые скорости на валу двигателя и на валу ведомой звездочки
= 19,07.
5. Определим передаточное отношение цепной и клиноременной передачи:
, (8)
где uоп – передаточное отношение открытой передачи;
u - общее передаточное отношение привода;
uр – передаточное отношение редуктора, ip =Uзп (передаточное число
цилиндрической зубчатой пары редуктора).
Подставив в формулу (8) известные величины, приняв при этом передаточное число цилиндрической зубчатой пары редуктора, из ряда представленных ниже передаточных чисел:
2,0; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7,1,
значение Uзп=5, получим, что
= 3,814, тогда, т.к. у нас имеются две открытые передачи: цепная и клиноременная, то
6. Определим моменты на валах редуктора:
Момент на ведомом (выходном) валу редуктора равен:
Тз=Т4/(uцп´hцп), (9)
где Тц – момент на ведомой звездочки цепной передачи;
uцп – передаточное отношение цепной передачи;
hцп – КПД цепной передачи.
Все указанные величины определялись ранее, подставив в формулу (8) имеем;
= 0,307кН × м.
Момент на входном валу (ведущем) валу редуктора:
, (10)
где Т3 – момент на ведомом (выходном) валу редуктора;
Uзп – передаточное число цилиндрической зубчатой пары редуктора4
hзп – КПД цилиндрической зубчатой пары редуктора;
hп – КПД пары подшипников качения.
Подставив в формулу (10) все известные величины имеем:
= 0,064кН × м.
Момент на валу двигателя:
, (11)
где Т2 – момент на входном (ведущем) валу редуктора;
uрем- передаточное отношение клиноременной передачи;
hрем - КПД клиноременной передачи.
Подставив в формулу (11) известные величины, имеем, что
= 0,034 кН × м.
Правильность проведенных вычислений проверим по формулам (12) и (13):
. (12)
, (13)
где Т3 - момент на ведомом валу редуктора;
Т4 – момент на ведомом валу звездочки цепной передачи;
uр – передаточное отношение редуктора;
hр – КПД редуктора;
hр.п. – КПД клиноременной передачи;
i - передаточное отношение привода;
h – КПД привода.
Uрп-перед отношением р.п.
Подставим в формулы (12) и (13) определимые ранее величины выполним проверку вычислений:
= 0,034 кН× м,
= 0,034 кН × м.
7. Определим угловые скорости на валах редуктора:
Угловая скорость на ведомом (выходном) валу редуктора равна:
, (14)
где w2 – угловая скорость на входном валу редуктора;
Uзп – передаточное число зубчатой передачи редуктора.
, (15)
где w1 – угловая скорость на валу двигателя;
iр.п. – передаточное отношение клиноременной передачи.
Подставим в формулу (15) известные величины получим, что
= 51,15с -1.
Подставим полученное значение w2 в формулу (14) имеем:
= 10,23 с-1.
Зная численное значение угловой скорости на выходном валу редуктора (w3) можно определить угловую скорость на валу ведомой звездочки цепной передачи:
, (16)
где w3 – угловая скорость на выходном валу редуктора;
iцп – передаточное отношение цепной передачи.
Подставив численное значение известных величин в формулу (16) имеем:
= 5,25 с-1.
Правильность проведенных вычислений проверим по следующей формуле:
, (17)
где w1 – угловая скорость на валу двигателя;
i – передаточное отношение всего привода.
= 5,23 с-1.
Выражение полученное подтверждает правильность проведенных вычислений.
Пример расчета РГР 4
Расчет зубчатой передачи
