Привод ленточного конвейера (стр. 2 из 3)

s_Н= 436 Ö (1642 / 62 ×54) × (3,3 +1 / 3,3) ×1,14 × 1,2 = 408 МПа

4.2.14 Коэффициент формы зуба . (табл. 6,8, стр.101)

для шестерни Z₁ =31 Y_F1 = 3,78

для колеса Z₂ =103 Y_F2 = 3,6

4.1.15Расчётное напряжение изгиба в основании ножки зуба колеса

s_F2 = Y_F1 × (F_t / b₂ ×m) × K_Fb ×K_Fu = 3,6 × (1642 / 54 × 2) ×1,14 ×1,4 = 88

88 < [s]_F2

s_F1 = Y_F2 × (F_t / b₂ ×m) × K_Fb ×K_Fu = 3,76 ×(1642 / 54 ×1) ×1,14 ×1,4 = 92

92 < [s]_F1

5.Орентировочный расчёт валов, подбор подшипников

5.1 Исходные данные

Первая ступень. Вторая ступень.

d₁ = 34мм d₁ = 62мм

d₂ = 146мм d₂ = 206мм

b₁ = 41мм b₁ =58мм

b₂ = 36 b₂ =54мм

5.1.2 Определение минимального диаметра вала

D_{min 1} = 5 × ³Ö12,1 = 11мм

D_{min 2} = 5 × ³Ö51 = 18мм

D_{min 3} = 5 × ³Ö165 = 26мм

5.1.3 Определение диаметра вала под подшипник

d_П1 = 20

d_П2 = 25

d_П3 = 30

5.2 Выбор подшипников

d	D	B	r	Cr	Cor	Dw	S
№304	20	52	15	2	15,9	7,8	10,24	4,8
№305	25	62	17	2	22,5	11,4	11,8	5,5
№206	30	62	16	1,5	19,5	10	10,24	4,8

6.Первая эскизная компановка

7.Конструирование зубчатых колёс и валов

7.1 Конструирование зубчатых колёс

7.1.1 Колесо первой ступени

Делительный диаметр d = 146мм

Диаметр вершин зубьев d_a = d + 2×m = 146 +2×1 = 148мм

Диаметр впадин зубьев d_f = d – 2.5×m = 146 – 2.5×1 = 143,5мм

Диаметр ступицы d_ст = 1,55 × d_в = 1,55 × 30 = 46мм

Толщина обода S = 2,2 × m + 0,05 × b = 2,2 × 1 + 0,05 × 36 = 4мм

Толщина диска С = 0,3 × b =0,3 × 36 = 11мм

7.1.2 Колесо второй ступени

Делительный диаметр d = 206мм

Диаметр вершин зубьев d_a = d + 2×m = 206 +2×2 = 210мм

Диаметр впадин зубьев d_f = d – 2.5×m = 206 – 2.5×2 = 201мм

Диаметр ступицы d_ст = 1,55 × d_в = 1,55 × 36 = 55мм

Толщина обода S = 2,2 × m + 0,05 × b = 2,2 × 2 + 0,05 × 54 = 8мм

Толщина диска С = 0,3 × b =0,3 × 54 = 16мм

7.2 Определение реакций опор.

7.2.1. Исходные данные первого вала:

Ft1 = 712 Н; Fr1 = 259H.

Реакции опор изгибающего момента в вертикальной пл – ти.

Ma = Ft1 0,043 – y2  0,155 = 0

Mc = -Ft1 0,112 + y1  0,155= 0

Y2 = Ft1  0,043 / 0,155 = 712  0,043 / 0,155 = 197,5H

Y1 = -Ft1  0,112 / 0,155 = 712  0,112 / 0,155 = 514,5H

Ma = 0

Mb = y1  0,043 = 514,5  0,043 = 22,12Hм

Mc = y1 0,152 – Ft1  0,112 = 514,5  0,152 – 712  0,112 =0

Реакции опор изгибающего момента в горизонтальной пл – ти. Ma = -Fr1 0,043 – X4  0,155 = 0

Mc = Fr1  0,112 + X3  0,155 = 0

X2 = -Fr1  0,043 / 0,155 = 259  0,043 / 0,155 = 72H

X1 = Fr1  0,112 / 0,155 = 259  0,112 / 0,155 = 187H

Ma = 0

Mb = X1  0,043 = 187  0,043 = 8,041Hм

Mc = X1 0,155 – Fr1  0,112 = 187  0,155 – 259  0,112 =0

7.2.2. Исходные данные второго вала:

Ft1 = 712Н; Ft2 = 1642Н; Fr1 = 259H; Fr2 = 598H

Реакции опор изгибающего момента в вертикальной пл – ти.

Ma = -Ft1  0,043 – Fr2  0,103 +Y4 0,155= 0

Md = -Ft2  0,155 + Ft1  0,112 – Y3  0,155 = 0

Y4 = Ft1  0,043 + Ft1 0,103 / 0,155 = 30,6 +169,1 / 0,155 = 1288,4H

Y3 = Ft2  c + Ft1 (b + c) / a + b +c= 85,32 + 79,74 / 0,155 = 1065,3H

Ma = 0

Mb = -y3  a = 1065,3  0,043 = 45,8Hм

Mc = -y3 0,103 – Ft1  0,06 = - 1065 0,103 + 712  0,06 = -67Нм

Md = -y3 0,155 + Ft1  0,112 + Ft2  0,052= - 165,1 + 79,7 + 85,4 =0

Реакции опор изгибающего момента в горизонтальной пл – ти. Ma = Fr1  0,043 – X4  Fr2 0,103 + X4  0,155 = 0

Md = Fr2  0,052 - Fr1  0,112 - X3  0,155 = 0

X4 = Fr2  0,103 - Fr1 0,043 / 0,155 = 69,5 – 11,13 / 0,155 = 377,2H

X3 = Fr2  0,055 - Fr1  0,112 / 0,155 = 31,1 - 29 / 152 = 13,6H

Ma = 0

Mb = -X3  0,043 = 187  0,043 = -0,6Hм

Mc = -X3 0,103 – Fr1  0,06 = -1,4 – 15,5 = -1б,9Нм

Md = -X3 0,152 – Fr1  0,112 + Fr2  0,052 = -2,1 – 29 +31,1 = 0

7.2.3. Исходные данные тредтего вала:

Ft2 = 1642Н; Fr2 = 598H

Реакции опор изгибающего момента в вертикальной пл – ти.

Ma = Ft2 0,103 – y6  0,155 = 0

Mc = -Ft1  0,052 + y5  0б155 = 0

Y6 = Ft2  0,103 / 0,155 = 1642  0,103 / 0,155 = 1091H

Y5 = Ft2  0,052 / 0,155 =1642  0,052 / 0,155 = 550,9H

Ma = 0

Mb = y5  0,103 = 550,9  0,103 = 56,7Hм

Mc = y5 0,155 – Ft2  0,052 = 550,9  0,155 – 1642  0,052 =0

Реакции опор изгибающего момента в горизонтальной пл – ти. Ma = Fr2 0,103 – X6  0,155 = 0

Mc = -Fr2  0,052 + X5  0,155 = 0

X6 = -Fr2  0,103 / 0,155 = 598  0,103 / 0,155 = 397,4H

X5 = Fr2  0,052 / 0,155 = 598  0,112 / 0,155 = 200,6H

Ma = 0

Mb = X6  0,103 = 397,4  0,103 = 20,6Hм

Mc = X5  0,155 – Fr2  0,052 = 200,6  0,155 – 598  0,052 =0

8.Схема нагружения валов в пространстве

8.1 Схема нагружения

9.Подбор и проверочный расчет шпонок

9.1 Первый вал

Исходные данные.

d = 18мм ; Т₂ = 50,9

Размеры шпонки.

b = 6мм; h = 6мм;t₁ =3,5мм;t₂ = 2,8мм;l = 20мм.

9.2 Второй вал

Исходные данные.

d = 30мм ; Т₂ = 50,9

Размеры первой шпонки.

b = 10мм; h = 8мм;t₁ =5мм;t₂ = 3,3мм;l = 20мм.

Размеры второй шпонки.

b = 10мм; h = 8мм;t₁ =5мм;t₂ = 3,3мм;l = 50мм

9.3 Третий вал.

Исходные данные.

d₁ = 36мм ;d₂ =26; Т₂ = 50,9

Размеры первой шпонки.

b = 10мм; h = 8мм;t₁ =5мм;t₂ = 3,3мм;l = 40мм.

b = 10мм; h = 8мм;t₁ =5мм;t₂ = 3,3мм;l = 46мм.

10.Подбор подшипников по динамической грузоподъёмности

10.1Подбор подшипников на первый вал

10.1.1Исходные данные:

w = 301; К_т = 1; К_δ = 1,2; υ = 1; С_r = 15,9.

10.1.2Реакции опор

R₁ = √ X₁² +Y₁² = √ 187² + 154² = 547

R₂ = √ X₂² +Y₂² = √ 72² + 197² = 210

R₁

R₂

10.1.3Определение эквивалентной нагрузки

R_э = υ ∙ R₁ ∙ К_δ ∙ K_т = 1 ∙ 547 ∙1,2 ∙ 1 = 656

10.1.4Определение срока службы подшипников

L = 10⁶ / 572,4∙w ∙(С_r / R_э)³ = 10⁶ / 572,4 ∙ 301 ∙ (15900 / 656) = =82133 часов

10.2.1Исходные данные:

w = 70,1; К_т = 1; К_δ = 1,2; υ = 1; С_r = 22,5.

10.2.2Реакции опор.

R₃ = √ X₃² +Y₃² = √ 13,6² + 1065,5² = 1065

R₄ = √ X₄² +Y₄² = √ 377,2² + 1288,4² = 1342

R₄

R₃

10.2.3Определение эквивалентной нагрузки

R_э = υ ∙ R₄ ∙ К_δ ∙ K_т = 1 ∙ 1342 ∙1,2 ∙ 1 = 1610

10.2.4Определение срока службы подшипников

L = 10⁶ / 572,4∙w ∙(С_r / R_э)³ = 10⁶ / 572,4 ∙ 70,1 ∙ (22500 / 1610) = =67937 часов

10.3.1Исходные данные:

w = 21,2; К_т = 1; К_δ = 1,2; υ = 1; С_r = 19,5.

10.3.2Реакции опор

R₅ = √ X₅² +Y₅² = √ 200² + 551² = 554,6

R₆ = √ X₆² +Y₆² = √ 397,4² + 1091² = 1393

R₆

R₅

10.3.3Определение эквивалентной нагрузки

R_э = υ ∙ R₆ ∙ К_δ ∙ K_т = 1 ∙ 1393 ∙1,2 ∙ 1 = 1671

10.3.4Определение срока службы подшипников

L = 10⁶ / 572,4∙w ∙(С_r / R_э)³ = 10⁶ / 572,4 ∙ 21,2 ∙ (19,500 / 1671) = =96078 часов

11.Проверочный расчёт валов.

11.1 Вал № 1

11.1.1Сечение 1 -1 d = 18мм. Сталь 40Х.

М_х = 0

М_у = 0

М_z = Т₁ = 12,1 Нм.

b = 6мм – ширина шпонки.

h = 6мм – высота шпонки.

Механические характеристики:

δ_в =800 МПа; δ_-1 = 360 МПа; τ_-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208

К_d = 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213

K_f = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213

К_σ = 2,025 Н/мм² – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214

К_V =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214

ψ_τ = 0,05

11.1.2 Коэффициент концентрации напряжения:

(К_δ)_D = ((К_σ / К_d) + K_f – 1)∙1 / К_V = 2,7

11.1.3 Предел выносливости вала:

(δ_-1)_D = τ_-1 / (К_δ)_D = 133.3 Н/мм².

11.1.4 Полярный момент сопротивления:

W_k = (П / 16)∙d³ – (b∙h (2 ∙ b – h)²) / 16 ∙ d = 1032,03мм²

11.1.5 Среднее напряжение цикла:

τ_а = τ_m = M_z / 2 ∙ W_k = 8,6 МПа.

11.1.6 Коэффициент запаса прочности:

S = S_τ =(τ_-1)_D / τ_а + ψ_τ ∙ τ_m = 8,5

11.2 Вал № 2

11.2.1Сечение 1 -1 d = 30мм. Сталь 40Х.

М_х = 0

М_у = 0

М_z = Т₁ = 50,9 Нм.

b = 10мм – ширина шпонки.

h = 8мм – высота шпонки.

Механические характеристики:

δ_в =800 МПа; δ_-1 = 360 МПа; τ_-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208

К_d = 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213

K_f = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213

К_σ = 2,025 Н/мм² – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214

К_V =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214

ψ_τ = 0,05

11.2.2 Коэффициент концентрации напряжения:

(К_δ)_D = ((К_σ / К_d) + K_f – 1)∙1 / К_V = 2,7

11..3 Предел выносливости вала:

(δ_-1)_D = τ_-1 / (К_δ)_D = 133.3 Н/мм².

11.2.4 Полярный момент сопротивления:

W_k = (П / 16)∙d³ – (b∙h (2 ∙ b – h)²) / 16 ∙ d = 4970мм²

11.2.5 Среднее напряжение цикла: