3.3.5.1.9 Расчет соединения обечайки барабана с венцом – ступицей

Соединение обечайки барабана с венцом-ступицей осуществляется прецизионными бол­тами, которые установлены в отверстиях без зазора и испы­тывают рабочие напряжения среза:

, (3.78)

где z_бп – число установленных болтов (обычно 6…8); d- диаметр цилиндрической части прецизионного болта; Р_окр – усилие действующее по окружности установки болтов:

, (3.79)

где D₁ – диаметр окружности барабана по центру навитых канатов; D_окр - диаметр окружности установки болтов. Предварительно диаметр окружности установки бол­тов может быть принят в пределах

, (3.80)

где D_зуб - наруж­ный диаметр зубчатого венца вала редуктора.

Подставим значения в выражение (3.79):

.

[] – допускаемые напряжения среза

,

_T- предел текучести материала болтов; к₁ –коэффициент безопасности (для механизмов подъема кранов, работающих с крюком, к₁=1,3); к₂ – коэффициент нагрузки (к₂=1,0 для режимов М1-М3; к₂=1,1 для режимов М4; к₂=1,2 для режимов М5, М6; к₂=1,3 для режимов М7, М8 ).

Подставим значения в выражение (3.78):

.

3.3.5.1.10 Выбор двигателя

Максимальная статическая мощность Nст (кВт), которую должен иметь механизм в период установившегося движения при подъеме номинального груза равна:

(3.81)

Эквивалентный момент равен:

. (3.82)

Частота вращения барабана:

. (3.83)

Для данной конструкции лебедки применяем мотор-редуктор планетарный ЗМП-50, технические характеристики мотор-редуктора приведены в табл. 3.5.

Выбираем двигатель АИР132М4 с Nдв=11кВт,n=224об/мин.

Таблица 3.5 - Техническими характеристиками мотор-редуктора ЗМП-50

Номинальная частота вращения выходного вала, об/ мин	Номинальный крутящий момент на выходном валу, Н·м	Передаточное отношение редукторной части	Масса, кг не более	Двигатель
				Тип	Мощность, кВт
224	450	6,3	125	АИР132М4	11,0

11. Расчет редуктора

Выбираем червячную передачу.

Передаточное число редуктора:

, (3.84)

где n – частота вращения вала приводного двигателя; n_ред – частота вращения барабана лебедки.

, принимаем .

Число заходов червяка zч=1.

Силовые параметры червячного редуктора

Определим необходимый крутящий момент на барабане лебедки при подъеме груза по формуле:

. (3.85)

С учетом выбранного мотор-редуктора определим номинальный крутящий момент на выходном валу мотор-редуктора

, (3.86)

где Мдв –номинальный крутящий момент на выходном валу мотор-редуктора, uред – передаточное число червячной передачи редуктора, - КПД червячного редуктора.

.

Расчет червячной передачи, основных размеров червяка и червячного колеса редуктора.

Примем для червячного колеса алюминиевую бронзу БрА9ЖЗЛ (отливка в песок).

Для червяка принимаем сталь 45Х, закаленную до твердости Н=45НRCэ, с последующим шлифованием рабочих поверхностей витков.

Находим допускаемое контактное напряжение:

, (3.87)

где при ;

- коэффициент долговечности рассчитывается по формуле:

, (3.88)

где

. (3.89)

Подставим значения в выражение (3.88):

.

Подставим значения в выражение (3.87):

Определяем межосевое расстояние из условия контакной прочности

. (3.90)

Модуль m находим по формуле:

, (3.91)

.

Принимаем по ГОСТам и

Тогда пересчитываем межосевое расстояние по стандартным значениям m,q,z

Червяк. Определим:

- делительный диаметр :

, (3.92)

-диаметр окружности выступов:

, (3.93)

- диаметр окружности впадин:

, (3.94)

Длина нарезной части шлифованного червяка:

(3.95)

Делительный угол подъема при z1=1 и q=12.5

Осевой шаг червяка:

, (3.96)

.

Червячное колесо. Определим:

- делительный диаметр:

, (3.97)

.

-диаметр вершин зубьев:

, (3.98)

- диаметр впадин зубьев:

, (3.99)

- наибольший диаметр:

, (3.100)

.

- ширина венца:

, (3.101)

Окружная скорость червяка:

, (3.102)

Скорость скольжения:

, (3.103)

Значит .

КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла:

, (3.104)

Выбираем 7ю степень точности и находим значение коэффициента динамичности

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки:

, (3.105)

Коэффициент нагрузки равен

Проверяем контактное напряжение:

, (3.106)

Проверим прочность зубьев червячного колеса на изгиб.

Эквивалентное число зубьев:

, (3.107)

Коэффициент формы зуба

Напряжение изгиба рассчитаем по формуле:

, (3.108)

.

Основное допускаемое напряжение изгиба для реверсивной работы:

, (3.109)

Расчетное допускаемое напряжение рассчитывается по формуле:

, (3.110)

Так как , то прочность обеспечена.