Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

P_r=[X*V*F_rб+Y*F_a]*K_Д*K_Т=[0,44*1*4169,7*0,7+1,12*10640]*1*1=13201

3. Определяем и сравниваем долговечность подшипника с долговечностью редуктора

, где

n - частота вращения кольца

m - показатель степени (для конических m=3,3 )

C - динамическая грузоподъемность (табл. 7.10 [1] )

Подшипник 4

1. Для выбранного, из таблицы 7.10 [1], роликового конического однорядного подшипника с внутренним диаметром d=75мм определяем: соотношение F_a/C₀, по величине которого из табл. 7.5.2 [1] выбирают значение параметра e; соотношение

F_a/(V*F_rб). Если F_a/(V*F_rб) e, то X=1, Y=0 (X и Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузки)

Если F_a/(V*F_rб) >e, то X, Y из табл.7.5.2 [1]

F_a/C₀=3570/52000=0,069 принимаем, тогда e=0,46, X=0,44, Y=1,23

2. Определяем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку по формуле:

P_r=[X*V*F_rб+Y*F_a]*K_Д*K_Т, где

K_Д - коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки (табл. 7.5.3 [1])

K_Т - коэффициент, учитывающий влияние температуры подшипникового узла (табл. 7.5.4 [1])

V - коэффициент вращения (V=1)

F_rб - наибольшая полная поперечная реакция

P_r=[X*V*F_rб+Y*F_a]*K_Д*K_Т=[0,44*1*11394,7+1,23*3570]*1*1=9404,5

3. Определяем и сравниваем долговечность подшипника с долговечностью редуктора

, где

n - частота вращения кольца

m - показатель степени (для конических m=3,3 )

C - динамическая грузоподъемность (табл. 7.10 [1] )

5. Проверка прочности шпоночных соединений

Призматические шпонки выбранные для редуктора, проверяем на смятие.

1. Проверку проводим для шпонки под ведомым шкивом:

Условие прочности

у_см = 2*T /d* A_см =2*T/d*l_р*(h-k)? [у]_cм

где T -- момент на валу, Н*м

A_cм-- площадь смятия, м²

Здесь l_р = l - b -- рабочая длина шпонки (l_р=l - b=0,072-0,008=0,064 м)

[у]_cм - допускаемые напряжения на смятия ([у]_cм= 150 МПа)

у_см = 2*66,125/0,025*0,064*(0,007-0,004)=27,5МПа < 150 МПа,

что удовлетворяет проверочному расчёту.

2. Проверку проводим для шпонки под ведомым колесом:

Условие прочности

у_см = 2*T /d* A_см =2*T/d*l_р*(h-k)? [у]_cм

где T -- момент на валу, Н*м

A_cм-- площадь смятия, мм²

Здесь l_р = l - b -- рабочая длина шпонки (l_р = l - b=0,05-0,012=0,038 м)

[у]_cм - допускаемые напряжения на смятия ([у]_cм= 150 МПа)

у_см = 2*180,55/0,042*0,038*(0,008-0,005)=75,5 МПа < 150 МПа,

что удовлетворяет проверочному расчёту.

3. Проверку проводим для шпонки под ведомым колесом:

Условие прочности

у_см = 2*T /d* A_см =2*T/d*l_р*(h-k)? [у]_cм

где T -- момент на валу, Н*м

A_cм-- площадь смятия, мм²

Здесь l_р = l - b -- рабочая длина шпонки (l_р = l - b=0,054-0,014=0,04 м)

[у]_cм - допускаемые напряжения на смятия ([у]_cм= 150 МПа)

у_см = 2*352,12/0,048*0,04*(0,009-0,0055)=105 МПа < 150 МПа,

что удовлетворяет проверочному расчёту.

4. Проверку проводим для шпонки под ведущей звездочкой.

Условие прочности

у_см = 2*T /d* A_см =2*T/d*l_р*(h-k)? [у]_cм

где T -- момент на валу, Н*м, A_cм-- площадь смятия, мм²

Здесь l_р = l - b -- рабочая длина шпонки (l_р = l - b=0,05-0,012=0,038 м)

[у]_cм - допускаемые напряжения на смятия ([у]_cм= 150 МПа)

у_см = 2*644,625/0,04*0,038*(0,008-0,005)=143 МПа < 150 МПа,

что удовлетворяет проверочному расчёту.

5. Проверку проводим для шпонки под червячным колесом:

Условие прочности

у_см = 2*T /d* A_см =2*T/d*l_р*(h-k)? [у]_cм

где T -- момент на валу, Н*м

A_cм-- площадь смятия, мм²

Здесь l_р = l - b -- рабочая длина шпонки (l_р = l - b=0,082-0,022=0,06 м)

[у]_cм - допускаемые напряжения на смятия ([у]_cм= 150 МПа)

у_см = 2*1596,239/0,078*0,06*(0,014-0,006)=85 МПа < 150 МПа,

что удовлетворяет проверочному расчёту.

6. Проверку проводим для шпонки под муфтой:

Условие прочности

у_см = 2*T /d* A_см =2*T/d*l_р*(h-k)? [у]_cм

где T -- момент на валу, Н*м

A_cм-- площадь смятия, мм²

Здесь l_р = l - b -- рабочая длина шпонки (l_р = l - b=0,06-0,018=0,042 м)

[у]_cм - допускаемые напряжения на смятия ([у]_cм= 150 МПа)

у_см = 2*1596,239/0,055*0,042*(0,011-0,005)=230 МПа >150 МПа,

что не удовлетворяет проверочному расчёту, значит ставим 2-е шпонки.

6.Расчет валов на усталостную прочность

Это расчет проводится в форме определения коэффициента запаса прочности n для опасных сечений вала. При этом учитывают характер изменения эпюр изгибающих и крутящих моментов, наличие концентраторов напряжений, ступенчатость вала.

Условие прочности имеет вид:

, (формула (3.26) стр. 55 [3])

где [n] - требуемый коэффициент запаса прочности, обычно [n]=1,3…1,5. Однако с учетом требуемой жесткости принимают [n]=2,5…3;

- коэффициент запаса прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям:

(формула (3.27) стр. 55 [3])

(формула (3.27) стр. 55 [3])

и - пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении с симметричным циклом нагружения;

=0,436*

=0,58*

Обычно напряжения в поперечном сечении вала при изгибе изменяются по симметричному циклу, а напряжения при кручении - по пульсирующему циклу. В связи с этим принимают:

; ; (формула (3.27) стр. 55 [3])

- коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к ассиметрии цикла нагружения (выбираем из таблицы 3.5 стр. 65 [3])

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, учитывающие влияние галтели, поперечного отверстия, кольцевой выточки, шпоночного паза, шлицев, резьбы (выбираем из таблицы 3.6 стр. 66-67 [3])

- коэффициенты, учитывающие влияние поперечных размеров вала (выбираем из таблицы 3.7 стр. 68 [3])

- коэффициент поверхностного упрочнения, вводится при поверхностной закалке ТВЧ, азотировании, дробеструйном наклепе и др.

Расчет 2-го вала (рисунок 1):

Материал вала 45 предел прочности для которого равен =560 МПа

=0,436*=0,436*560=244,16 МПа

=0,58*=0,58*414,2=141,6 МПа

Сечение 2

МПа

=1,85; =1,4

=0,88; =0,81

=0,1; =0,05

=1

условие выполняется

Сечение 3

МПа

=1,75; =1,5

=0,88; =0,81

=0,1; =0,05

=1

условие выполняется

Расчет 3-го вала (рисунок 1):

Материал вала 40Х предел прочности для которого равен =900 МПа

=0,436*=0,436*900=392,4 МПа

=0,58*=0,58*392,4=227,6 МПа

Сечение 2

МПа

=1,75; =1,5

=0,85; =0,78

=0,1; =0,05

=1

условие выполняется

Сечение 3

МПа

=1,85; =1,4

=0,85; =0,78

=0,1; =0,05

=1

условие выполняется

условие выполняется

Расчет 4-го вала (рис. 1):

Материал вала 45 предел прочности для которого равен =560 МПа

=0,436*=0,436*560=244,16 МПа

=0,58*=0,58*414,2=141,6 МПа

Сечение 2

МПа

=1,85; =1,4

=0,85; =0,78

=0,1; =0,05

=1

условие выполняется

Сечение 2

МПа

=1,75; =1,5

=0,73; =0,71

=0,1; =0,05

=1

условие выполняется

7. Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок корпуса д и крышки д₁

д = 0,04*а_wчерв + 3 из этого выбираем большую

д = 0,025*a_wцил + 3 величину

д = 0,04*а_wчерв + 3=0,04*200+3=11мм

д = 0,025*а_wцил + 3=0,025*125+3=6,125мм

Принимаем д = 8 мм

Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности вращающихся частей c=(1,0…1,2)*д=8…9,6 мм

Диаметры болтов фундаментных

d₁ = (0,03...0,036)*a_w + 12

d₁ = (0,03...0,036)*160 + 12 = 16,8

Принимаем М16

Выбор сорта масла

Смазывание элементов передач редуктора производится окунанием нижних элементов в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение элемента передачи примерно на 20 - 30 мм. Объём масляной ванны V определяется из расчёта 0,7 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности:

V = 0,7 * 4,0 = 2,8 дм3,

По таблице 10,8[1] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях уHP = 400 МПа и скорости v = 1,717 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 20,0*10 -6 м/с2По таблице 10,10[4] принимаем масло индустриальное И - 25А (по ГОСТ 20799-75).

8. Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида. Начинают сборку с того, что в начале сборки валов зубчатых колес закладывают шпонку и напрессовывают колеса до упора в бурт вала; затем надевают распорные втулки и устанавливают шариковые радиальные подшипники, нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основании корпуса и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка фланцев спиртовым лаком. Устанавливают крышки намазанные уплотнительной типа Герметик на корпус и затягивают болты. Закладывают в подшипниковые сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки.

Список используемой литературы

1. Л.В.Курмаз, Скойбеда А.Т. Детали машин проектирование. Учебное пособие. Минск. «Технопринт». 2001г.

2. А.А. Кузьмин, Н.Н. Макейчик. Курсовое проектирование деталей машин. Справочное пособие. Ч. 1.--Минск. «Высш. шк.», 1982 г

3. А.А. Кузьмин, Н.Н. Макейчик. Курсовое проектирование деталей машин. Справочное пособие. Ч. 2.--Минск. «Высш. шк.», 1982 г

4. Чернавский. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие. Москва. «Машиностроение», 1988 г

Размещено на Allbest.ru