Рекомендуемое передаточное число i ременной передачи находится в пределах 2…4, а предельное 8 /2/.

      Ременные  передачи применяют в большинстве  случаев как замедлительные, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число не строго постоянным.

      Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50квт и в редких случаях достигает 1000 квт. Скорость ремня v=5 — 30 м/сек, а в сверхскоростных передачах может доходить до 100 м/сек. В сочетании с другими передачами ременную передачу применяют на быстроходных ступенях привода.

      Величина  к. п. д. ременных передач зависит  от потерь на скольжение ремня по шкивам, на внутреннее трение в ремне при  изгибе, на сопротивление воздуха движению ремня и шкивов, на трение в подшипниках.

      При нормальных условиях работы принимают:

      для плоскоременной передачи η= 0,96;..

      для клиноременной передачи η =0,95.

      Ременную  передачу будем использовать в нашем  разрабатываемом механическом приводе как частично понижающую передачу от электродвигателя к редуктору.

      5. Альтернативой ременной передачи является применение муфты для соединения двигателя с редуктором

      Однако  требуется точная сборка соединения муфты между электродвигателем и редуктором, вследствие этого муфту использовать не будем.

      Таким образом, в качестве основных элементов механической передачи ленточного транспортера будем использовать:

      цепную  передачу – для передачи движения от редуктора к исполнительному органу механического привода;

      редуктор (зубчатая передача) – для понижения угловой скорости вращения;

      ременную  передачу или муфту – для передачи крутящего момента от двигателя  к редуктору.

Кинематическая  схема механического привода  представлена в приложении к ПЗ-1 на чертеже 1.

    2. Обоснование выбора  электродвигателя

      Полезная  сила или максимальное тяговое усилие ленточного транспортера в соответствии с техническим заданием составляет 5 кН. Это максимальное тяговое усилие по отношению к барабану ленточного транспортера является окружным усилием передачи, которое определяется по формуле:

,

      где N – мощность в Вт;

      n – окружная скорость барабана ленточного транспортера или скорость перемещения ленты в м/сек.

      Отсюда  полезная мощность разрабатываемого механического  привода составляет:

N_пол = P·n =1557·1,2= 1868,4Вт =1,8684 кВт

      Требуемый крутящий момент на барабане должен составлять не ниже

М_треб = Р·D/2 = 1557·500/2 = 389,25·10³ Н·мм.

      В соответствии с принятыми к расчету  кинематическими схемами механического привода, проведенного анализа передач привода примем следующие к.п.д.:

      η_рп=0,95 – к.п.д. ременной передачи;

      η_зп=0,97 – к.п.д. зубчатой передачи;

      η_цп=0,95 – к.п.д. цепной передачи;

      η_п=0,99 – к.п.д. подшипника.

      Определим общий к.п.д. привода: (см. схему 2 на чертеже 1):

η_общ= η_рп·η_зп·η_цп·η_п³ =0,95·0,97·0,95·0,99³=0,845. 
 
 

      Потребная мощность электродвигателя составит:

.

      По  требуемой мощности, с учетом возможностей привода, выбираем асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый электродвигатель серии 4А /2/, закрытый, обдуваемый, с N_дв = 2,2 квт ≥ N_треб (по ГОСТ 19523-81). Превышение мощности двигателя от требуемой составляет не более 18,3% кинематической схемы механического привода, что допустимо.

      Отечественной промышленностью выпускаются двигатели  серии 4А с различной синхронной частотой вращения вала: 750 об/мин; 1000 об/мин, .1500 об/мин; 3000 об/мин.

      Для этих синхронных частот вращения вала с мощностью 2,2 квт разработаны следующие типы двигателей серии 4А /2/:

      112 МА8 – асинхронная частота вращения 700 об/мин (73,27 1/сек);

      100 L6 – асинхронная частота вращения 950 об/мин (99,43 1/сек);

      90 L4 – асинхронная частота вращения 1425 об/мин (149,14 1/сек);

      80 B2 – асинхронная частота вращения 2850 об/мин (298,3 1/сек). 

      В соответствии с ТЗ на курсовую работу угловая скорость вращения барабана ленточного транспортера равна:

.

      Чем выше частота вращения вала электродвигателя, тем меньше его габаритные размеры, масса и стоимость. Но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение передач привода, а, следовательно, его размеры, масса и стоимость. Поэтому необходимо найти оптимальное сочетание между частотой вращения вала двигателя и передаточным отношением механической передачи.

      Оценка  оптимальности осуществляются при  помощи коэффициента качества К привода. Рассчитав коэффициент качества К для 4-х возможных скоростей двигателя данной мощности, выбирают К_min позволяющий для заданных исходных данных найти электродвигатель и определить значение передаточного отношения механического привода, при котором привод будет разработан с наименьшими габаритными размерами и массой. Для четырех значений угловой скорости вала электродвигателя примерно равных 300, 150; 100 и 75 1/с, с помощью коэффициента относительной скорости электродвигателя у=300/ω_ДВ.

      Общее передаточное число разрабатываемого механического привода для различных  типов электродвигателей серии 4А составляет:

112МА8 –

;

100L6 –

;

90L4–

;

80B2–

.  

      В соответствии с рекомендациями по предельно  возможным передаточным числам для принятых передач механического привода в разделе 1 настоящей ПЗ-1 принимаем:

      для зубчатой передачи i_зп=4;

      для цепной передачи i_цп=5.

      Для кинематической схемы механического привода выбираем электродвигатель 4А 80B2, а общее передаточное число привода в этом случае, как было получено ранее, равно i_Общ=62,15, как самый недорогостоящий двигатель из всех перечисленных выше. Тогда передаточное число ременной передачи будет равно

,

      что в соответствии с рекомендациями для ременной передачи (см. раздел 1 настоящей ПЗ-1) приемлемо. 
 
 

    Основные  размеры электродвигателей (см. чертеж 2) представлены в табл.2.

    Таблица 2.

Размеры электродвигателей

    Примечание: величины l₀ и b₀ определены по формулам l₀=l₁₀+4d₁₀, b₀=b₁₀+5d₁₀.

 

    

    3. Кинематический и  силовой расчет  механического привода  ленточного транспортера

      Исходными данными являются:

      1) кинематическая схема привода  (чертеж 1);

      2) вид открытых передач привода:  на входе муфта или ременная  передач; промежуточная зубчатая  передача (редуктор); на выходе цепная  передача.

    Пронумеруем валы механического привода в соответствии с двумя вариантами кинематической схемы электродвигателя (чертеж 1):

    1 вал – вал двигателя, соединенный  со 1-ым штифтом ременной передачи;

    2 вал – быстроходный вал редуктора  соединенный со 2-ым штифтом ременной передачи;

    3 вал – тихоходный вал редуктора на выходе соединен с 1-ой звездочкой цепной передачи;

    4 вал – вал барабана ленточного  транспортера соединен со 2-ой  звездочкой цепной передачи.

    Рассчитаем  угловую скорость, передаваемую мощность и крутящий момент на каждого валу для кинематической схемы механического привода.

    1 вал.

    ω₁ = ω_ДВ=298,3 1/c;

    N₁ = N_ДВ= 2,2 квт;

      

    2 вал.

    ω₂ = ω₁/i_рп=298,3 / 3,11= 95,92 1/c;

    N₂ = N₁·η_рп·η_п=2,2·0,95·0,99=2,06  квт;

       

    3 вал.

    ω₃ = ω₂/ i_зп =95,92/4=23,98 1/c;

    N₃ = N₂·η_зп·η_п=2,06 ·0,97·0,99=1,978 квт;

      

    4 вал.

    ω₄ = ω₃/ i_цп =23,98/5=4,8 1/c;

    N₄ = N₃·η_цп·η_п=1,978·0,95·0,99=1,86 квт;

      

    Превышение  выходных параметров механического  привода над требуемыми составляют:

    по  угловой скорости: ;

    по  выходной мощности: ;

    по  крутящему моменту: . 
 

    Расчеты по кинематической схеме механического  привода сведены в таблицу 3.

    Таблица 3.

Кинематические  и силовые характеристики механического привода