Задание
Рассчитать приводную станцию, исходя из следующих данных:
- мощность приводного элемента - 
;
- частота вращения вала электродвигателя - 
;
- частота вращения вала приводного элемента - 
.
Схема приводной станции представлена на рисунке 1.
1 – электродвигатель;
2 – клиноременная передача;
3 – цилиндрический редуктор;
4 – муфта;
5 – приводной барабан.
I – вал электродвигателя;
II – входной (быстроходный) вал редуктора;
III – выходной (тихоходный) вал редуктора;
IV – приводной вал.
Рисунок 1 – Схема приводной станции
1 Расчёт приводной станции
1.1 Выбор электродвигателя
Электродвигатель для приводной станции выбирается по мощности и частоте вращения вала. Мощность электродвигателя рассчитывается по следующей формуле
, (1)
где 1.25 – коэффициент перегрузки;
– мощность на приводном элементе, кВт;
– КПД приводной станции (в расчётах принимается 0.75 – 0.80).
Используя формулу (1) рассчитывается мощность электродвигателя
По справочнику [1] выбирается электродвигатель. Для этого выполняется следующее условие
:
- типоразмер – 4А112М243;
- мощность электродвигателя - 
;
- частота вращения вала электродвигателя - 
.
Схема электродвигателя представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема электродвигателя
1.2 Определение передаточного отношения приводной станции
Передаточное отношение приводной станции рассчитывается по следующей формуле
, (2)
где 
- частота вращения вала электродвигателя, 
;
- частота вращения приводного вала, .
Используя формулу (2) рассчитывается передаточное отношение приводной станции
1.3 Разбивка передаточного отношения приводной станции по ступеням
Приводная станция конвейера состоит из следующих механических передач: клиноремённой передачи и циоиндрического редуктора. Тогда передаточное отношение приводной станции можно записать в следующем виде
, (3)
где 
- передаточное отношение клиноремённой передачи;
- передаточное отношение цилиндрического редуктора.
Принимается минимальное передаточное отношение клиноремённой передачи
, тогда максимальное передаточное отношение цилиндрического редуктора определяется по формуле (3)
Принимается максимальное передаточное отношение клиноремённой передачи
, тогда максимальное передаточное отношение цилиндрического редуктора определяется по формуле (3)
По справочнику [1] выбирается цилиндрический редуктор по передаточному числу и по мощности (по крутящему моменту): ; 
; ;
- типоразмер – Ц2У-160 ;
- крутящий момент на тихоходном валу - ;
- передаточное число - 
.
Схема червячного редуктора представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема червячного редуктора
Уточняется передаточное отношение клиноремённой передачи по формуле (3)
В результате чего выполнена разбивка передаточного отношения по степеням.
1.4 Определение кинематических и силовых характеристик на валах приводной станции
На валах приводной станции (рисунок 1) определяются следующие характеристики:
- 
- частота вращения вала, об/мин;
- 
- угловая скорость вала, рад/с;
- 
– мощность на валу, кВт;
- 
- крутящий момент на валу, Н*м;
- 
- номер вала.
1.4.1 Характеристики на первом валу
Характеристики на первом валу имеют следующие значения
1.4.2 Характеристики на втором валу
Характеристики на втором валу имеют следующие значения
об/мин)
1.4.3 Характеристики на третьем валу
Характеристики на третьем валу имеют следующие значения
об/мин)
1.4.4 Характеристики на четвертом валу
Характеристики на четвертом валу имеют следующие значения
об/мин)
2 Расчет клиноременной передачи
Исходя из передаваемой мощности Рэ.д=7,5 кВт и предполагаемой скорости движения ремня υ=(5-10) м/с рекомендуемые сечения ремней Б и В [2]
Схема клиноременной передачи представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – схема клиноременной передачи
Расчет приводной станции для обоих сечений и результаты сводятся в таблицу 1.
Таблица 1 – Расчет клиноременной передачи
| Определяемый параметр, расчетная формула, подстановка, единица измерения | Результат расчета | |
| Б | В | |
| 1 | 2 | 3 |
| Расчетный диаметр ведущего шкива D1, мм | 125 | 200 |
| Передаточное отношение передачи, Uрем | 2.2 | 2.2 |
| Расчетный диаметр ведомого шкива D2=D1* Uрем(1-ε ) ,мм Б: D2=125*2.2(1-0.02)=269.5(мм) В: D2=200*2.2(1-0.02)=431.2(мм) Принимаем ближайший стандартный диаметр шкива D2 , мм | 269.5 280 | 431.2 450 |
| Предварительное межосевое расстояние а≥0.55(D2+ D1)+h, мм где h – высота ремня, мм Б: а≥0.55(280+125)+10,5=233.25(мм) В: а≥0.55(450+200)+13.5=371(мм) | 10.5 233 | 13.5 371 |
| Расчетная длина ремня L= | ||
, мм
| 1 | 2 | 3 |
| Б: L= B: L= (мм) Принимается большая на 3-4 ступени стандартная длина ремня Lстанд, мм | 1127.63 1320 | 1804.62 2120 |
| Окончательное межосевое расстояние aw=0.25[(Lст-w)+ + (Lст-w)2 – 8*y ], мм w = ((D2+D1)/2)*π, y = ((D2+D1)/2)2, Б: w = ((280+125)/2)*3.14, В: w = ((450+200)/2)*3.14; Б: y = ((280+125)/2)2, В: y = ((450+200)/2)2; Б: aw=0.25[(1320 – 635.85) + (1320 - 635.85)2 – 8*41006.25 ] В: aw=0.25[(2120 – 1020.5) + (2120 – 1020.5)2 – 8*105625 ] | 635.85 41006.25 265 | 1020.5 105625 426 |
| Угол обхвата на малом шкиве α1 = 180˚ - (D2 - D1)/ aw*60˚ ≥ αmin = 120˚ Б: α1 = 180˚ - (280 - 125)/ 265*60˚ В: α1 = 180˚ - (450 - 200)/ 426*60˚ | 145 | 147 |
| Скорость движения ремня υ1 = ω1*D1/2 Б: υ1 = 314*0.125/2 В: υ1 = 314*0.2/2 υ >10 м/с рекомендуется сечение Б | 19.6 | 31.4 |
| Число ремней передачи Z=P/ Po*kα(1)*kυ(2), шт где P – мощность электродвигателя, Po – мощность передаваемая одним ремнем, kα(1) – коэффициент учитывающий угол обхвата на малом шкиве, kυ(2) – коэффициент учитывающий динамическое движение второй смены Б: Z = 7.5/2.94*0.89*0.87 В: Z = 7.5/ 5.9*0.92*0.87 | 3 | 2 |
| Число пробегов ремня в секунду U = υ1/ Lст ≤ [U]=10c-1 Б: U = 19600/1320 В: U = 31400/2120 | 15 | 15 |
| Сила давления на валы и опоры от натяжения ремней R = 2*So*Z*sin(α1/2), Н So= σo*A где So – начальное натяжение ремня, σo – допускаемое напряжение материала ремня, МПа А – площадь, мм Б: So=1.5* В: So=1.5* Б: R = В: R = | 1.5 | 1.5 |
(мм)
Окончательно выбирается клиноременная передача с ремнями сечения Б, так как наиболее компактная.
Осевое сечение ведущего шкива представлено на рисунке 5.
Рисунок 5 – Осевое сечение ведущего шкива
Заключение
Выбрали электродвигатель типоразмера 4А112М243 с мощностью = 7,5 кВт и частотой вращающегося вала =3000 об/мин;
Определили передаточное отношение приводной станции = 54.55;
Разбили передаточное отношение приводной станции по ступеням и выбрали двухступенчатый редуктор типоразмера Ц2У-160, с крутящим моментом на тихоходном валу =1000 Нм и передаточным числом =2.2 ;
Определили кинематические и силовые характеристики на валах приводной станции
n1=3000 об/мин, ω1=314 рад/сек, Р1=7.5 кВт, Тк1=23.88 Нм;
n2=1364 об/мин, ω2=143 рад/сек, Р2=7.2 кВт, Тк2=50.43 Нм;
n3=54.56 об/мин, ω3=5.71 рад/сек, Р3=6.7 кВт, Тк3=1175 Нм;
n4=54.56 об/мин, ω4=5.71 рад/сек, Р4=6.37 кВт, Тк4=1115.6 Нм;
Рассчитали клиноременную передачу по двум видам сечения Б и В. Б: D1=125 мм, D2=280 мм и Lст=1320 мм;
В: D1=200 мм, D2=450 мм и Lст=2120 мм.
Список использованных источников
Анурьев И.В. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т.3. – 8-е изд., перераб. и доп. под ред. И.Н.Шестякова – М.: Машиностроение, 1999. – 484 с., ил.
Анурьев И.В. Справочник конструктора-машиностроителя . В 3-х т. Т.2. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. – 559 с., ил.
