Проектування привода конвеєра (стр. 5 из 6)

Матеріал шпонок: Сталь 45 нормалізована.

Напругу змиття і умову міцності визначаємо по формулі:

(4.13)

Призначаємо напругу змиття:

при стальній ступиці [σ] = 110 – 190 Н/мм²

при чавунній ступиці [σ] = 50 – 70 Н/мм²

Вал черв’яка:

Діаметр Ø 17 мм b×h = 5×5; Глибина паза t₁ = 3; Довжина l = 20 мм; Момент Т_зг = 52,3 Н·м

< 190 [σ]

Вал відомий.

З двох шпонок – під шестерню та на вихідному валу, найбільш напружена шпонка на вихідному валу (менший діаметр вала, тому й менші розміри поперечного перерізу шпонки).

Діаметр вала d = 40 мм; b×h = 17×8; Глибина паза t₁ = 5; Довжина l₁ = 45 мм; Момент Т_зг =255 Н·м

< 190 [σ]

Розрахунок валів

Швидкохідний вал

Розміри поперечних перерізів ,прийнятих при конструюванні, значно перевищують ті, могли бути одержані при розрахунку на кручення.

Перевірка стріли прогину

Приведений момент інерції в поперечному перерізі черв’яка

Ј_пр =

(4.14)

Ј_пр =

1827,1мм⁴

стріли прогину

ƒ =

(4.15)

ƒ =

0,021

припустимий прогин

[ƒ] = (0,005… 0,01) m

[ƒ] = (0,013…0,025)

Вал під шестерню

Матеріал –сталь 45, термообробка – улучення. При діаметру заготовки до 100 мм середне значення σ_в = 780н/мм²

Границя витривалості при симетричному циклі вигіну

σ_-1= 0,43·σ_в (4.16)

σ_-1= 0,43·780=335н/мм²

Границя витривалості дотичним напруженням при симетричному циклі

=0,58· σ_-1(4.17)

τ_-1=0,58·335=193 н/мм²

Переріз А-А

Концентрацію напружень викликає шпоночка канавка.

К_σ = 1,75

К _τ= 1,6

ε _σ≈ε_τ=0,63

ψ_σ=0,15

ψ _τ= 0,1

Крутний момент Мкр = 255 Нм

Згинальний момент в горизонтальної площини

М2 = 3393,35Нмм

В горизонтальної площини

М = 245280 Н мм

Суммарний крутний момент

М=

(4.18)

М =

= 245303,75 Нмм

Момент скручувальний

d= 55

b×h = 16 × 10 t₁=6 l₁=60

W_{к нетто}=

(4.19)

W_{к нетто}=

32608,5

W_нетто=

(4.20)

W _нетто=

16282,783

Амплітуда і середня напруга цикла дотичним напруженням визначаємо по формулі:

τ_-υ= τ_-m=

(4.21)

τ_-υ= τ_-m=

3,91н/мм²

Амплітуда нормальних напруг вигіну

σ_-υ =

(4.22)

σ_-υ =

Коефіцієнт запаса міцності по нормальним напруженням

n_σ-1 =

(4.23)

n_σ-1 =

Коефіцієнт запаса дотичним напруженням

n =

(4.24)

n =

Результуючий коефіцієнт запаса міцності для перерізу А-А

n=

(4.25)

n=

Переріз К – К .

Концентрація напруги обумовлена посадкою підшипника з гарантованим натягом.

Ψ_σ = 0,15 Ψ_τ = 0,1

Згинальний момент М₂ = 339335 Н·м

Момент опору

W =

(4.26)

W =

= 12265,625

Амплітуда нормального напруження

σ = σ_max =

= = 27,67

σ_м = 0

Полярний момент опору

W_p = 2 · W(4.27)

W_p = 2 · 12265,625 = 24531,25

Амплітуда і середня напруга цикла :

(4.28)

= 6,916

Коефіцієнти запасу міцності при нормальному напруженні

n_σ =

(4.29)

n_σ =

= 3,027

Коефіцієнти запасу прочності при касательних напруженнях:

n_τ =

(4.30)

n_τ =

= 9,622

Підсумковий коефіцієнт запасу міцності для перерізу К – К :

n_τ =

(4.31)

n_τ =

= 2,888

Переріз Л – Л

Концентрація напруги обумовлена переходом від Ø 50 до Ø 40:

При

= = 1,25 и = = 0,063

Коефіцієнти концентрації напруження

К_σ = 1,75; К_τ = 1,6

ε_σ = ε_τ = 0,85

Внутрішні силові фактори:

Осьовий момент опору перерізу

W =

(4.32)

W =

= 6280

Амплітуда нормального напруження

σ_υ =

= 54,034

Полярний момент опору

W_p = 2 · 6280 = 12560

Амплітуда і середня напруга цикла :

= 13,509

Коефіцієнти запасу міцності для перерізу Л – Л:

n_σ =

= 3,011

n_τ =

= 7,207

Підсумковий коефіцієнт запасу міцності для перерізу Л – Л :

n_τ =

= 2,77

Переріз Б – Б:

Концентрація обумовлена приналежністю шпоночної канавки :

К_σ = 1,75; К_τ = 1,7

ε_σ = ε_τ = 0,85

F =

(4.33)

При F_x = 3457; F_y = 1996,1

F =

= 3976,98 Н

Згинальний момент при Х = 25:

М_Б-Б = F · х (4.34)

М_Б-Б = 3976,98 · 25 = 99427,382 Н·мм

Момент опору перерізу приb×h = 12×8; t₁ = 5; l = 45 мм:

W =

(4.35)

W =

= 6253,75

Амплітуда нормальних напружень згину:

σ_υ =

(4.36)

σ_υ =

= 15,898

Момент опору крученню нетто:

W_{К нетто} =

= 12533,75

Амплітуда і середня напруга цикла :

= 10,173

Коефіцієнти запасу міцності для перерізу Б – Б: