3 Кинематическая схема привода мостового крана.

По полученным расчетным данным составляем кинематическую схему привода мостового крана (рис. 2).

Рисунок 2. Привод механизма передвижения мостового крана

4 Выбор твердости, термообработки и материала колес

Согласно табл. 1.2 [3] выбираем материалы со средними механическими характеристиками

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора:

– для шестерни – сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ₁ 230;

– для колеса – сталь 45, термообработка – нормализация, твердость НВ₂ 190.

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи также:

– для шестерни – сталь 45, термообработка – улучшение, твердость НВ₃ 230;

– для колеса – сталь 45, термообработка – нормализация, твердость НВ₄ 190.

5 Режим работы передачи и определение коэффициентов долговечности

Наработка

,

где n_ном – частота вращения быстроходного вала редуктора (вал-шестерня);

u – передаточное число между быстроходным валом и валом с рассчитываемым зубчатым колесом;

С – число вхождений в зацепление зубьев зубчатого колеса за один его оборот;

t_∑ – машинное время работы (ресурс)

t_∑ = L_год · 365 К_год · 24 К_сут · ПВ,

где L_год – срок службы, L_год = 5 лет;

К_год – коэффициент годового использования, К_год = 0,5;

К_сут – коэффициент суточного использования, К_сут =0,2;

ПВ – относительная продолжительность включения, ПВ =0,3.

t_∑ = 5 · 365 · 0,5 · 24 · 0,2 · 0,3 = 1314 час.

Тогда наработка:

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

22445748 циклов;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

8016339 циклов;

Базовые числа циклов нагружения

N_HO = 30 · (HB)^2,4 = 30 · (190)^2,4 = 8833441 циклов;

N_FO = 4 · 10⁶ циклов.

По заданному графику определим крутящие моменты, которые учитывают при расчете на усталость и время действия этих моментов.

М – крутящий момент на валу колеса. В нашем случае:

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

М_Р = Т₃ = 69,46 Н·м;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

М_отк = Т₄ = 182,9 Н·м.

Определяем максимальные из моментов, учитываемые при расчете на усталость

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

Т_1Р = Т₃ · 1,4 = 69,46 · 1,4 = 97,243 Н·м;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

Т_1отк = Т₄ · 1,4 = 182,91 · 1,4 = 256,08 Н·м.

Время действия этих моментов

t₁ = 0,003t_∑ = 0,003 · 1314 = 3,942 час.

Т_2Р = Т₃ = 69,46 Н·м; Т_2отк = Т₄ = 182,91 Н·м.

t₂ = 0,3t_∑ = 0,3 · 1314 = 394,2 час.

Т_3Р = 0,25Т₃ = 0,25 · 69,46 = 17,365 Н·м; Т_3отк = 0,25Т₄ = 0,25 · 182,91 = 45,728 Н·м.

t₂ = 0,7t_∑ = 0,7 · 1314 = 919,8 час.

Определяем эквивалентное число циклов при расчете на контактные напряжения

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

2610786 циклов;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

932424 циклов.

Определяем эквивалентное число циклов при расчете напряжений изгиба

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

962155 циклов;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

343627 циклов.

Коэффициент долговечности по контактным напряжениям определяем по формуле

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

1,225;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

1,455.

Что можно считать приемлемым, так как они находятся между 1 и 2,4

Коэффициент долговечности по изгибу

• для закрытой цилиндрической косозубой передачи редуктора

1,268, что < 2 и > 1;

• для открытой цилиндрической прямозубой передачи

1,505, что < 2 и > 1.