Выбор редуктора, муфт и тормоза

Выбор типоразмера редуктора производится по значению расчетного эквивалентного момента на тихоходном валу Т_р.э (Н∙м), требуемому передаточному числу механизма u_р.тр и частоте вращения ротора электродвигателя.

Для определения эквивалентного момента определим следующие параметры:

– коэффициент переменности нагрузки k_Q по формуле:

,

где k – коэффициент, зависящий от класса нагружения (таблица 1.4 [1]);

– частота вращения приводных колес:

мин^-1;

– число циклов нагружения на тихоходном валу редуктора z_т:

,

где t_маш – машинное время работы механизма (таблица 1.5 [1] согласно условиям задачи), ч;

– суммарное число циклов контактных напряжений зуба шестерни тихоходной ступени редуктора z_р:

,

где u_т = 5 – среднее значение передаточного числа тихоходной ступени редуктора;

– коэффициент срока службы k_t:

,

где z₀ = 63∙10⁶ – базовое число циклов контактных напряжений типажных редукторов;

– коэффициент долговечности составляет:

;

– требуемое передаточное число редуктора находим по соотношению:

,

где n_дв – частота вращения вала электродвигателя, мин^-1;

– расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора при перемещении тележки с номинальным грузом в период установившегося движения:

Н·м,

где η_мех = 0,94∙0,995∙0,99=0,92 – КПД муфты – редуктора – подшипников колеса,

Н·м,

Н·м;

– эквивалентный момент равен:

Н·м.

Предварительно выбираем редуктор вертикальный ВКУ-500М (рисунок А.5.3; таблицы А.5.6…А.5.9), имеющий следующие параметры:

- передаточное отношение u_р = 28;

- мощность, подводимая к редуктору при числе оборотов не менее 1000 мин^-1, N_р = 7,6…18,6 кВт;

- продолжительность включения ПВ = 25 %;

- диаметр быстроходного вала d = 40 мм; тихоходного – d = 65 мм.

При выборе редуктора должно соблюдаться условие

Т_р.э ≤ Т_р.н,

758 ≤ 3320...4300 Н·м,

где Т_р.н – номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора по паспорту, Н∙м.

Передаточное число выбранного редуктора u_р отличается от требуемого передаточного числа u_р.тр на

%,

что меньше 6 %.

Оставляем редуктор ВКУ-500М имеющий также: суммарное межосевое расстояние а_w.с = 500 мм; масса редуктора m_p = 330 кг; габариты L×H×B = 840×475×320 мм (рисунок А.5.3, таблицы А.5.6…А.5.9).

Фактическая скорость передвижения тележки:

м/c.

Для соединения валов двигателя и редуктора выбираем зубчатую муфту с промежуточным валом. Такая муфта хорошо компенсирует возможные неточности монтажа и может передавать большие крутящие моменты.

Типоразмер муфт выбирают по диаметрам концов валов, соединяемых данной муфтой.

Диаметры концов валов: d_{в.быстр} = 40 мм (редуктор); d₂ = 35 мм (электродвигатель).

По таблице А.6.1 выбираем зубчатую муфту с тормозным шкивом. Данная муфта имеет параметры: диаметр тормозного шкива выбираем исходя из диаметра расточки, который должен быть больше диаметра вала электродвигателя. Принимаем шкив с диаметром D₁ = 105 мм с расточкой до 40 мм. Полумуфта для соединения вала электродвигателя и редуктора – зубчатая с допустимым диаметром расточки d≤ 40 мм; Т_м.н = 1000 Н∙м; m_м = 6,7 кг; момент инерции муфты J_м= 0,005 кг∙м² (динамический момент 0,05 Н∙м²).

Расчетный момент муфты Т_р.м удовлетворяет условию:

,

61,9 ≤ 1000 Н·м.

В полумуфтах соединения выходного вала редуктора с приводными колесами тележки допускается выполнять максимальные диаметры расточек во втулках под концы валов d_лев.max = d_прав.max ≤ 65 мм.

Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора механизма передвижения тележки определяют по формуле

,

Н·м.

По таблице А.6.1 выбираем зубчатую муфту со следующими характеристиками: Т_м.н=1600 Н∙м; m_м=9,2 кг; J_м=0,115 кг∙м² (динамический момент 1,15 Н∙м²). Расчетный момент данной муфты Т_р.м также должен удовлетворять условию

,

758≤1600 Н·м.

Рекомендуется начертить «габаритки» муфт.

Определим максимальное значение КПД механизма на участке кинематической цепи от колес до тормоза:

.

Расчетный тормозной момент механизма передвижения тележки определяется по формуле:

,

где W_ин.0 – сопротивление, создаваемое силами инерции при движении тележки без груза, Н; W_тр.0 – сопротивление, создаваемое силами трения при движении тележки без груза, Н; W_у.0 – сопротивление, создаваемое уклоном подтележечного пути при движении тележки без груза, Н.

Сопротивление, создаваемое силами инерции

Н,

где m_т – масса тележки без груза, кг; значения а и δ приведены в п.2.2.

Сопротивление от сил трения определяется по формуле

Н.

Сопротивление, создаваемое уклоном, находится по выражению

Н.

Расчетный тормозной момент механизма передвижения тележки равен:

=

Н·м,

Значению, большему чем = 2,9 Н∙м и диаметру шкива 105 мм соответствует тормоз ТКТ-100 конструкции «ВНИИПМАШ» (рисунок А.7.1; таблицы А.7.1 и А.7.2) со следующими параметрами: номинальный тормозной момент Т_т.н = 20 Н∙м (2 кгс·м); относительная продолжительность включения катушки электромагнита ПВ_к.эл = 25 %; максимальный ход штока толкателя h_шт.max = 2 мм; требуемый диаметр тормозного шкива D_т.ш = 70 мм; ширина колодок В_к = 70 мм; масса тормоза m_тор = 12 кг; габариты A×H×E = = 360×250×130 мм.

Рекомендуется начертить «габаритку» тормоза.