Расчет и проектирование червячной передачи.Расчет и конструирование клиноременной передачи.

Задание 1. Выбор электродвигателя и энергокинематический расчет привода.
1. Исходные данные (задание)
Требуется спроектировать электромеханический привод, схема которого представлена на рис. 1 при следующих данных: мощность на выходном валу привода Рвв = 5,5 кВт, частота вращения вы-ходного вала nвв = 72 об/мин. Нагрузка постоянная нереверсивная. Коэффициент перегрузки Кп = 1,5; срок службы привода t = 29·103 час.
Привод состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, червячного редуктора и цепной передачи.

ЭД - электродвигатель; 2 – червячный редуктор; 3 – цепная передача.
Рисунок 1. Схема привода
Электродвигатель соединяется с входным валом редуктора с помощью ременной передачи, со-стоящей из ведущего и ведомого шкивов. Вращение от шкива 1 к шкиву 2 передается при помощи ремня. От шкива 2 вращение через червячную передачу передается на цепную передачу.
Входная мощность Рэд на валу электродвигателя, которая обеспечит заданную мощность на вы-ходном валу привода Рвв определяется с учетом потерь в элементах привода из формулы общего коэффициента полезного действия (КПД):
ηобщ = Р_ВВ/Р_ЭД .
Общий КПД заданного привода определяется по формуле:
ηПР = η1·η2·η3〖·η〗_(4 )^m,
где η1 – КПД ременной передачи; η2 – КПД зубчатой передачи;
η3 – КПД цепной передачи; η4 – КПД одной пары подшипников, m – число пар подшипни-ков качения в приводе.
Для клиноременной передачи рекомендуется η = 0,94…0,96, принимаем η1 = 0,96; Для червяч-ной передачи при числе заходов червяка z = 4 принимаем η2 = 0,9; Для цепной передачи η3 = 0,96; КПД одной пары подшипников качения – η4 = 0,995;
В данной конструкции 2 пары подшипников (т.е. m = 2). Тогда:
ηПР = 0,96·0,9·0,96·0,9952 = 0,821.
Входная (требуемая) мощность электродвигателя:
РРЭД = Р_вв/η_пр = 5,5/0,821 = 6,7 кВт.
Задаемся передаточными числами передач привода:
клиноременная передача – U1 = 2;
червячная передача при заходе червяка z = 4 – U2 = 8;
цепная передача – U3 = 2.
Определяем передаточное число привода:
UПР = U1·U2·U3 = 2·8·2 = 32.
Определяем потребную частоту вращения вала электродвигателя:
n_ЭД^n = nвв·UПР = 32·72 = 2304 об/мин.
Выбираем электродвигатель марки 4А 112М2 с мощностью РЭД = 7,5 кВт, n_ЭД^ас = 2900 об/мин.
Определяем фактическое передаточное число привода:
U_ПР^фак = (n_ЭД^ас)/n_ВВ = 2900/72 = 40,28.
Разбиваем фактическое передаточное число привода на передаточные числа передач привода с учетом рекомендаций и стандартного ряда на передаточные числа:
примем передаточное число клиноременной передачи – UСТ1 = 3,15;
передаточное число на остальные передачи определится по формуле:
U_2,3 = (U_ПР^фак)/(U_1^СТ ) = 40,28/3,15 = 12,79.
примем передаточное число червячной передачи при числе заходов червяка z = 4 - UСТ2 = 8.
Передаточное число на цепную передачу определится по формуле:
U_3^ст = (U_ПР^фак)/(U_1,2^ст ) = 40,28/(3,15·8) = 1,6.
Принимаем передаточное число цепной передачи - U_3^ст = 1,6.
Определяем фактическое передаточное число с учетом принятых передаточных чи-сел:
U_ПР^(ф.ст) = U_1^ст·U_2^ст·U_3^ст = 3,15·8·1,6 = 40,32.
Определяем фактическую частоту вращения выходного вала привода:
n_ВВ^фак = (n_ЭД^ас)/(U_ПР^(ф.ст) ) = 2900/40,32 = 71,93 об/мин.
Определяем отклонение фактической частоты вращения выходного вала от заданной
∆n = (n_ВВ-n_ВВ^фак)/n_ВВ = (72-71,93)/72·100% = 0,1% < 5%. Условие выполняется.
Определяем частоты вращения валов привода:
n1 = n_ЭД^ас = 2900 об/мин;
n2 = (n_1^ )/(U_1^ст ) = 2900/3,15 = 920,6 об/мин;
n3 = (n_2^ )/(U_2^ст ) = 920,6/8 = 115,08 об/мин;
n4 = (n_3^ )/(U_3^ст ) = 115,08/1,6 = 71,93 об/мин.
Определяем вращающие моменты на валах привода:
Т1 = 9550·(Р_ЭД^Р)/(n_ЭД^ас ) = 9550·6,7/2900 = 22,06