8. Определение основных параметров открытой зубчатой передачи

Основными параметрами открытой зубчатой передачи являются: передаточное число U_от, число зубьев шестерни и венца z_ш, z_в, модуль зубьев m, и межосевое расстояние а_w. Передаточное число выбираем из ряда стандартных значений по ГОСТ 2185–66 U_от=10.

Принимаем межосевое расстояние а_w=500 мм.

Выбираем модуль в интервале:

.

Выравниваем модуль по ГОСТ 9563–60^* m=5 мм.

Определяем суммарное число зубьев:

.

Определим числа зубьев венца и шестерни:

.

Принимаем z_ш=19.

.

По округленным значениям уточняем передаточное число:

.

Определим делительные диаметры венца и шестерни:

.

.

9. Выбор редуктора

Редуктор механизма подъема выбираем исходя из расчетной мощности, частоты вращения двигателя, передаточного числа и режима работы. По каталогу [1, таблица 5.1] выбираем редуктор типа ГК–1050, передаточное число редуктора , .

Допускаемая величина предельного момента, передаваемая редуктором:

.

где – табличное значение мощности при тяжелом режиме работы;

– кратность пускового момента, принимаемая в зависимости от режима работы.

Средний момент электродвигателя в период пуска:

.

где – кратность максимального пускового момента;

– кратность минимального пускового момента.

Поскольку , то редуктор удовлетворяет условию перегрузки двигателя в момент пуска.

Определим передаточное число механизма:

.

Определяем фактическую скорость подъема груза:

.

Данная скорость отличается от заданной на 4,2%, что не превышает 15%.

10. Выбор подшипников оси барабана

Ось барабана устанавливают на ролико – или шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные. Подшипники выбираем по статической нагрузки, расчет ведем для опоры В, как для самой нагруженной, а подшипник в опоре А принимаем такой же с целью унификации.

В виду того, что подшипник опоры В работает при переменном режиме нагрузки, эквивалентную нагрузку, определяем по формуле:

,

где – эквивалентная нагрузка;

– номинальная долговечность, млн. об.

Эквивалентную нагрузку при каждом режиме вычислим по формуле:

где – радиальная нагрузка, Н;

– осевая нагрузка, Н;

– коэффициенты радиальной и осевой нагрузок.

– коэффициент вращения, ;

– коэффициент безопасности, [2, Приложение X];

– температурный коэффициент (т.к. рабочая температура подшипника ).

Определяем радиальные нагрузки на подшипники при тяжелом режиме работы:

.

.

.

.

Эквивалентные нагрузки при каждом режиме:

.

.

.

.

Долговечность подшипника номинальная, и при каждом режиме нагрузки:

где – ресурс подшипника,[2];

– частота вращения канатоприемного барабана;

.

Эквивалентная нагрузка:

Динамическая грузоподъемность:

.

С целью соблюдения унификации для опоры А и В принимаем подшипники №3528 которые в полнее удовлетворяют по грузоподъемности, С=585000 Н.

11. Проверка электродвигателя на нагрев

Проверяем электродвигатель переменного тока с фазовым ротором типа МТН 712–10, мощностью 155 кВт, частотой вращения n=580 мин^-1, максимальный момент вращения М_мах.=4650 Нм, моментом инерции ротора J=1,045кгмс², выбранный в пункте 1.7, на нагрев.

Статический момент на валу двигателя при подъеме грузов, различных по весу определяем по формуле:

,

где – усилие в навиваемом на барабан канате при подъеме груза, Н;

– число ветвей навиваемых на барабан;

– к.п.д. механизма подъема, принимаем в зависимости от поднимаемого груза.

Усилие в канате при подъеме груза :

где – кратность полиспаста;

– к.п.д. полиспаста:

При подъеме номинального груза определяем статический момент на валу двигателя:

.

Усилие в канате свиваемого с барабана при опускании груза :

.

Статический момент на валу двигателя при опускании груза :

.

Момент инерции движущихся масс, приведенных к валу двигателя:

где – момент инерции ротора двигателя;

– момент инерции зубчатой муфты с тормозным шкивом[3, приложение XLVII], выбранной предварительно;

– коэффициент, учитывающий моменты инерции масс деталей, вращающихся медленнее , чем вал двигателя.

Время пуска при подъеме и опускании груза :

.

.

Ускорение при пуске поднимаемого груза и при его опускании:

.

.

Аналогично производим расчет для грузов 0,75 , 0,195 , 0,05 а результат занесем в таблицу.

Таблица 1.3 – Результат расчета механизма подъема

Показатель расчета	Груз
		0,75	0,195	0,05
Грузоподъемность, Н	50000	37500	9750	2500
Усилие в канате, навиваемом на барабан при подъеме груза Sп, Н	63867,2	47900,4	15454,1	3193,4
к.п.д. механизма	0,851	0,828	0,63	0,325
Усилие в канате, свиваемом с барабана при отсутствии груза	77690	58267,5	15149,6	3884,5
Статический момент Мп ,Нм	15197,5	11398,1	2963,5	759,9
Моп, Нм	537,7	403,3	104,9	26,9
Приведенный момент инерции Jпр, кгм2	4,21	4,02	3,98	3,87
Время пуска при подъеме tп, с	0,222	0,222	0,202	0,202
Время пуска при опускании tоп, с	0,607	0,603	0,593	0,591
Ускорение на пуске ап, м/с2	0,207	0,213	0,226	0,227
аоп, м/с2	0,076	0,081	0,091	0,093

График загрузки механизма подъема крана приведен в [3, рисунок 17].

Время установившегося движения:

где м – средняя высота подъема груза.

Суммарное время за цикл работы установившегося движения:

.

Суммарное время за цикл работы неустановившегося движения:

.

Рабочее время:

.

время пауз за цикл работы при ПВ=60:

.

Время цикла:

.

Число включений в час:

.

.

Эквивалентная мощность по нагреву:

.

Следовательно, выбранный двигатель удовлетворяет условию нагрева.