648

Общие сведения

Реверсивный электродвигатель 1 (рис. 8.1) через кулачководисковую муфту 2, зубчатые колёса z3...z6, образующие двухступенчатый редуктор, колёса z7 /z8 открытой передачи и фрикционную муфту 9 приводит во вращение вал IV с закрепленным на нем зубчатым сектором 10, который перемешает рейку 11 и переводит остряки стрелки.

Рис. 8.1. Кинематическая схема электропривода

Фрикционная муфта 9 выполняет предохранительную функцию: она рассчитана на определенный крутящий момент и при его превышении (например, в случае попадания между рельсом и остряком камня или другого твердого предмета) диски муфты проскальзывают друг относительно друга. При этом электродвигатель и детали передачи не будут перегружены.

Зубчатое колесо 10, выполненное в виде сектора, при вращении перемещает рейку 11 на величину хода остряков Нр. Конечное положение рейки фиксируется кулачком, расположенным на зубчатом колесе 10.

82

Расчётные кинематические зависимости

Общее передаточное число передачи от электродвигателя до вала IV

Частота вращения вала IV и закреплённой на нём шестерни

где Нг и Нн – расстояния от вала до окружности вершин (головок) и впадин (ножек).

Число зубьев полной реечной шестерни определяется по диаметру вершин:

da = dв + 2 Нг = m4(z10 + 2), откуда z10 = (da – 2 m4) / m4, (8.7)

где dв – диаметр вала, от которого отсчитываются Нг и Нн.

83

Рассчитанные значения модуля округлить по ГОСТ 9563 (табл. 1.1). При известном ходе рейки Нр, мм, время перевода остряков стрелки t, с, равно:

Расчётные силовые зависимости

Одним из основных критериев работоспособности и расчёта зубчатых передач является контактная прочность. Проверка по контактным напряжениям производится по формуле

где m3 – модуль третьей ступени привода (открытой передачи); измерить по методике лабораторной работы № 2; z7 и z8 – числа зубьев шестерни и колеса третьей ступени; ТIV – вращающий момент на валу колеса, Н·мм:

где Рэд – мощность электродвигателя, кВт (она указана на корпусе); КHυ – коэффициент динамичности; определяется по [7] в зависимости от степени точности и окружной скорости υ, м/с; рекомендуется принимать 8-ю степень точности; КHβ – коэффициент концентрации нагрузки; определяется по [7]; b8 – ширина венца зубчатого колеса, мм.

Окружная скорость колёс третьей ступени в м/с

Частота вращения шестерни третьей ступени в об/мин

где HB– средняя твердость по Бринеллю [7].

84

Оборудование и инструмент: модель привода ленточного конвейера.

Основные теоретические сведения

Для передачи механической энергии от двигателя к исполнительному органу машины применяют различные передачи. Передачи (трансмиссии) вместе с двигателем составляют механический привод. В данной работе привод ленточного конвейера состоит из электродвигателя, ремённой передачи, одноступенчатого цилиндрического редуктора и цепной передачи (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Кинематическая схема привода ленточного конвейера

Кинематический расчёт начинают с выбора электродвигателя по заданным параметрам приводного вала: мощности Рвых и час-

тоте вращения nвых. Рекомендуется использовать трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели единой серии АИР с синхронными частотами вращения nс = 750, 1 000, 1 500 и 3 000 об/мин и более низкими номинальными частотами враще-

ния. Потребную мощность двигателя определяют с учетом по-

терь во всех звеньях кинематической цепи:

где – общий КПД привода.

86

По потребным мощности Р и частоте вращения n принимают электродвигатель из прил. Н с номинальными Рэд и nэд. Выбранный электродвигатель должен иметь номинальную по каталогу мощность Рэд, ближайшую большую потребной Р. Допускается перегрузка не более 5 %. Следует помнить, что элементы привода рассчитывают не по номинальной мощности двигателя Рэд, а по потребной мощности Р, которую он фактически будет развивать при установившемся режиме.

Номинальную частоту вращения пэд принимают ближайшую к потребной частоте вращения п. При нахождении п посередине интервала пэд предпочтение отдают быстроходным двигателям, использование которых, как правило, удешевляет привод. Общее передаточное отношение привода уточняют после выбора двигателя:

Точное передаточное отношение привода и следует разбить по ступеням, оставив ранее принятые значения u1 и u2 и откорректировав передаточное отношение цепной передачи:

Кинематический расчёт привода завершают определением мощностей, частот вращения и вращающих моментов на каждом валу привода. Мощности на валах, кВт:

Частоты вращения валов, об/мин:

Вращающие моменты на валах, Н м:

где Р и п — мощность и частота вращения на соответствующем валу, определённые по формулам (9.7) и (9.8).

Проверку правильности расчётов следует вести сравнением мощности PIV и частоты вращения nIV, рассчитанными по формулам (9.7) и (9.8), с заданными параметрами Pвых и nвых. Погреш-

ность должна быть близка к нулю.

88

Уточнённое передаточное отношение

u nэд 2910 83,1.

nIV 35

Оставлены без изменения u1 = 3,8 и u2 = 3,55; уточнено предварительно принятое передаточное отношение цепной передачи:

Это незначительно превышает максимальное рекомендуемое в прил. М значение. Мощности на валах:

РI = Р = 11,42 кВт;

РII = РI·η1 = 11,42·0,96 = 10,96 кВт; РIII = РII ·η2 = 10,96·0,96 = 10,52 кВт; РIV = РIII·η3 = 10,52·0,95 = 10 кВт.

Частоты вращения валов:

nI nэд 2910об/мин;

nII nI /u1 2910/3,8 765,8 об/мин; nIII nII /u2 765,8/3,55 215,7 об/мин;

nIV nIII /u3 215,7/6,16 35 об/мин.

Вращающие моменты на валах:

TI 9550 11,42/2910 37,5 Н м;

TII 9550 10,96/765,8 136,7 Н м;

TIII 9550 10,52/215,7 465,8 Н м;

TIV 9550 10/35 2728,6 Н м.

Составлена таблица параметров, представляющая исходные данные для расчёта передач, которые сведены в табл. 9.1.

Анализ расчётов. 1. Окончательно принятые передаточные отношения находятся в рекомендуемых пределах. 2. Рассчитанные значения nIV и PIV соответствуют заданным.

90