Привод электрической лебедки

      k=k_Hv×k_Hb .      (2.28)

      Для определения k_Hv определим окружную скорость червячного колеса:

       .     (2.29)

       м/с.

      При v₂<3 м/с k_Hv=1.

       ,     (2.30)

где q - коэффициент деформации червяка; 
X – коэффициент, учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка.

      Из  табл. 2.16 ([4], с.35) при z₁=2 и q=20 находим q=197.

      X определен для типовых режимов нагружения. При равновероятностном режиме X=0,5.

      Подставив значения, получим:

      

      k=1.

       МПа.

      s_H<[s]_H – условие выполнено.

      Рассчитаем  коэффициент полезного действия передачи:

            (2.31)

где r - приведенный угол трения.

      r=3°40’ – определен для v_ск»0,5 м/с и колеса из чугуна.

      

      h=60%. 
 

      Определим окружную силу на колесе по формуле:

           (2.32)

где F_a1 – осевая сила на червяке.

       Н.

      Найдем  окружную силу на червяке, равную F_a2 , осевой на колесе:

           (2.33)

       Н.

      Радиальная  сила рассчитывается по формуле:

      F_r=F_t2×tga,      (2.34)

где a=20° - стандартное значение.

      F_r=306,8×tg20°=111,7 Н.

      Проверим  зубья колеса по напряжениям изгиба:

           (2.35)

где Y_F2 – коэффициент формы зуба колеса

      Y_F2 выбираем в зависимости от величины, вычисленной ниже:

       .     (2.36)

      

      Из  ряда для выбора Y_F2 ближайшее значение z_v2=40, ему соответствует Y_F2=1,55.

       МПа.

      s_F<[s]_F – условие выполнено.

      Проверочный расчет на прочность по действию пиковой  нагрузки не проводим, т.к. пиковый момент не превышает номинального, следовательно:

      s_Hmax£s_H и s_Fmax£s_F .

 

       Проверим редуктор на нагрев.

      Уточним мощность на червяке:

            (2.37)

       Вт.

      Температуру нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме найдем по формуле:

       ,    (2.38)

где ψ=0,3 –  коэффициент, учитывающий отвод теплоты из корпуса; 
[t]_раб=95¸110°С – максимально допустимая температура нагрева масла; 
k_T – коэффициент теплоотдачи; 
A – приближенная площадь поверхности охлаждения корпуса.

      A»0,35 м² – определена для a_w=125 мм.

      k_T=12¸18 . Примем k_T=16 .

      

      t_раб<[t]_раб – условие соблюдено, искусственное охлаждение не требуется.

 

3. Расчет ременной передачи

1. Проектный расчет

 

      Выбирая тип ремня, учитываем, что мощность на ведущем шкиве менее 2 кВт. Берем ремень нормального сечения, тип О. Для этого типа минимальный диаметр ведущего шкива d_ш1min=63 мм. При этом максимальный момент T_ш1max=30 Н×м.

      Принимаем диаметр ведущего шкива d_ш1=80 мм по табл.5.5 ([5], с.86).

      Тогда диаметр ведомого шкива определим по формуле:

      d_ш2=d_ш1×u_рп×(1-e),     (3.1)

где e=0,02 – коэффициент скольжения.

      d_ш2=80×2,5×(1-0,02)=196 мм.

      Округлив  до ближайшего стандартного по табл.К40 ([5], с.426), получаем:

      d_ш2=200 мм.

      Определим фактическое передаточное число  и его отклонение Δu от заданного:

       .     (3.2)

      

       .    (3.3)

       .

      Δu<3% - условие соблюдено.

      Определим ориентировочное межосевое расстояние из неравенства:

      a³0,55×(d_ш1+d_ш2)+h,     (3.4)

где h – высота сечения клинового ремня.

      h=6 мм для ремня О по ГОСТ 1284-80.

      a³0,55×(80+200)+6.

      a³160 мм.

      По  ГОСТ 6636-69 принимаем a=170 мм.

      Находим расчетную длину ремня:

          (3.5)

       мм.

      Округляем l до ближайшего стандартного по табл.К31 ([5], с.418), получаем l=800 мм.

      Уточним межосевое расстояние:

       .  (3.6)

       =169,59 мм.

      Принимаем a=170 мм.

      Определим угол обхвата ремнем ведущего шкива a₁:

           (3.7)

      

      a₁>120° - условие соблюдено.

      Найдем  скорость ремня по формуле:

            (3.8)

       м/с.

      [v]=25 м/с – для клиновых ремней.

      v<[v] – условие соблюдено.

      Определяем  частоту пробегов ремня:

            (3.9)

       с^-1.

      [U]=30 с^-1.

      U<[U] – условие выполнено.

      Определяем  допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнем:

      [P_п]=[P₀]×C_p×C_a×C_l×C_z ,     (3.10)

где [P₀] – приведенная мощность; 
C – поправочные коэффициенты.

      [P₀]=0,62 кВт (табл.5.5, [5], с.86).

      Из  табл.5.2, [5], с.78-80 получаем:

      C_p=0,9 – коэффициент динамичности нагрузки;

      C_a=0,89 – коэффициент угла обхвата на меньшем шкиве.

      C_l найдем в зависимости от отношения расчетной длины ремня к базовой. При , C_l=1.

      C_z=0,95 – коэффициент числа ремней.

      Предполагаем  z=2…3.

      Подставив значения в (3.10), получим:

      [P_п]=0,62×0,9×0,89×1×0,95=0,47 кВт.

      Определяем  точное число клиновых ремней в комплекте:

            (3.11)

      

      Расчетное z=2.

      Рассчитаем  силу предварительного натяжения одного ремня по формуле:

            (3.12)

       Н.

      Определим окружную силу, передаваемую комплектом ремней:

             (3.13)

       Н.

      Определим силы натяжения ведущей F₁ и ведомой F₂ ветвей одного ремня:

             (3.14)

             (3.15)

       Н.

       Н.

      Определим силу давления на вал комплекта ремней:

             (3.16)

       Н.

 

2. Проверочный расчет

 

      Проверим  прочность ремня по максимальным действующим напряжениям в сечении  ведущей ветви:

      s_max=s₁+s_и+s_v£[s]_р ,     (3.17)

где [s]_р – допускаемое напряжение растяжения; 
s₁ – напряжения растяжения; 
s_и – напряжения изгиба; 
s_v – напряжения от центробежных сил.

      Для одного ремня:

             (3.18)

где A – площадь поперечного сечения ремня.

      Площадь сечения найдем по формуле:

      A=b_р×h,      (3.19)

где b_р – ширина ремня на середине сечения.

      b_р=8,5 мм – для ремня нормального сечения О, ГОСТ 1284-80.

      A=8,5×6=51 мм².

       Н/мм².

      Для одного ремня:

              (3.20)

где E_и=90 Н/мм² – модуль продольной упругости при изгибе.

       Н/мм².

      s_v=r×v²×10^-6,      (3.21)

где r=1300 кг/м³ – плотность материала ремня.

      s_v=1300×4,19²×10^-6=0,023 Н/мм².