Привод ленточного транспортера, страница 4

Поэтомуконцентратор напряжения в сечении – посадка с натягом:QKσ= 4,5KdσQKτ= 2,7Kd τQ Fσ = 0,91KQ Fτ = 0,7KQ V =1KТогда:KσKQ σD =KdσKτKQ τD =Kd τ+1KFσ−11KFτ−1Kv+Kv==4,5 +10,91−110,95−112,7 +1σQ −1D =σ−1410== 89,3 МПаKσD4,59τQ −1D =τ−1230== 83,6 МПаK τD2,75= 4,59= 2,75!32ψQ −τD =SQ σ =SQ τ =ψτ0,1== 0,036K τD2,75σ−1D89,3= 109=σa 2τ−1Dτa 2 + ψτD ⋅ τm 2Sσ ⋅ SτSQ =Sσ2+Sτ2=83,6= 392 + 0,036 ⋅ 2=39 ⋅ 10392 + 10 2= 10 ≥ (1,5...2,5)Значит вал в сечении 2 прочен.➢Сечение III-IIIОпределим амплитуду и среднее напряжении циклаτQ a3 = τm3 =τk32= 103 ⋅T271= 103 ⋅= 3 МПа2 ⋅ Wk32 ⋅ 42390Для передачи вращательного момента используется посадка с натягом.

Поэтому концентраторнапряжения в сечении – посадка с натягом:Q d τ = 0,73KQ τ = 2,05KQ Fτ = 0,7KQ V =1KТогда:KτQ τD =KKd τ+1KFτ−1Kv=2,050,73+10,951τQ −1D =τ−1230== 80,4 МПаK τD2,86Q −τD =ψψτ0,1== 0,035K τD2,86SQ τ =τ−1Dτa1 + ψτD ⋅ τm1=−1= 2,8680,4= 26 ≥ (1,5...2,5).

Вал прочен в сечении III-III.
3 + 0,035 ⋅ 3!339. Расчет шпоночных соединенийДля соединения валов и упруго конпенсирующих муфт используются призматическиешпонки ГОСТ 23360-78. Рабочая длина шпонки выбирается из расчета на смятие. Методикарасчета представлена в [4 c. 65-67].9.1 Муфта на тихоходном валуИсходные данные:Передаваемый момент : TQ T = 270,6 Н ⋅ м; Диаметр соединения: dQ = 63 мм;Сечение шпонки: bQ = 16 мм hQ = 10 мм; Глубина паза вала: tQ 1 = 6 мм;Допустимое напряжение смятия материала шпонки (сталь 45):Q[σ]CM = 160 МПа;kQ = h − t1 = 10 − 6 = 4 мм;Рабочая длина шпонки:lQ p =2 ⋅ 1000 ⋅ TT2 ⋅ 1000 ⋅ 270,6== 13,423 мм;k ⋅ d ⋅ [σ]CM4 ⋅ 63 ⋅ 160Длина шпонки:lQ = lp + b = 13,423 + 16 = 29,423 мм .Выбираем шпонку 16х10х45 ГОСТ 23360-789.2 Муфта на быстроходном валуИсходные данные:Передаваемый момент : TQ Б = 41,1 Н ⋅ м; диаметр соединения: dQ = 25,9 мм; сечение шпонки:bQ = 5 мм Qh = 5 мм; глубина паза вала: Qt1 = 3 мм;Допустимое напряжение смятия материала шпонки (сталь 45):Q[σ]CM = 160 МПа;kQ = h − t1 = 5 − 3 = 2 мм;Рабочая длина шпонки:lQ p =2 ⋅ 1000 ⋅ TБ2 ⋅ 1000 ⋅ 41,1== 9,918 мм;k ⋅ d ⋅ [σ]CM2 ⋅ 25,9 ⋅ 160Длина шпонки:lQ = lp + b = 9,918 + 5 = 14,918 мм .

Выбираем шпонку 5х5х15 ГОСТ 23360-78.
!3410. Выбор смазочных материаловДля уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихсяповерхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплотытрущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора заливают маслотак, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая еговнутри корпуса.

Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутрикорпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутрикорпуса деталей.Картерное смазывание применяют при окружной скорости зубчатых колес до 12,5 м/с.Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньшедолжна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостьюдолжно обладать масло.

Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактногонапряжения и окружной скорости колес.Важно обеспечить надежную смазку тихоходной ступени, поэтому расчет ведется по большему изнапряжений, попадающему в интервал (600...1000) МПа. Частота вращения тихоходного вала:nQ = 137,5vQ =обминπ ⋅ n ⋅ da2(T )60 ⋅10 3=π ⋅ 137,5 ⋅ 211,689м≈ 1,5360 ⋅ 10сВыбираем рекомендуемую кинематическую вязкость 60Qмм2с.Выбираем марку масла И-Г-А-68 ГОСТ 17479.4 (И-40А ГОСТ 20799-88)И – индустриальное;
Г – для гидравлических систем;
А – масло без присадок
68 – класс кинематической вязкости.При расположении валов в вертикальной плоскости требуется погружать в масло шестерню и колесо,расположенные в нижней части корпуса.

Однако глубина погружения колеса в таком случае оказываетсячрезмерной, что приводит к необходимости установки специального смазывающего колеса.Приближенно определим необходимый максимальный объем масла:Q = a ⋅ b ⋅ c ⋅ 10−6,Vгде −длина внутренней полости корпуса редуктора, ≈ 296 мм, −ширина внутренней полостикорпуса редуктора, ≈ 82 мм, −наибольшая высота уровня масла в редукторе, ≈ 109 мм.Q = 296 ⋅ 82 ⋅ 109 ⋅ 10−6 ≈ 2,64 л,VДля контроля уровня масла в корпусе установлены контрольные цилиндрическиепробки с внутренним шестигранником на высоте максимального и минимального уровнейma xмасла QhM= 65,7 мм и hQ Mmin = 6 мм.!35При картерном смазывании передач подшипники смазывают брызгами масла.

Брызгами масла будутпокрыты все детали передач и внутренние поверхности стенок корпуса. Стекающее с колес, валов и состенок корпуса масло попадает в подшипник.!3611. Подбор муфт11. 1 Расчет и конструирование муфты с упругими элементами [1, с. 344- 346, рис. 20.10]Для соединения выходного вала редуктора с приводным выбираем муфту с упругими элементами ввиде стальных стержней круглого сечения. Муфты упругие компенсирующие наряду с непосредственнымсоединением валов выполняют функции снижения динамических нагрузок, устранения опасностирезонанса крутильных колебаний и компенсации несоосности валов. Стержни устанавливают в отверстияполумуфт по посадке QH8, которая допускает определенную подвижность стержней. Монтаж и демонтажh9муфты можно выполнять без осевого смещения соединяемых узлов.Принимаем число стержней zQ = 24 при шаге 15Q ∘.Проектируем муфту постоянной жесткости.Q H = 270,6 H ⋅ м,TQ M = K ⋅ TH = 1,5 ⋅ 270,6 = 406 H ⋅ м,TTQ = (1,1⋅⋅⋅1,3) ⋅ TM = 1,3 ⋅ 406 = 528 H ⋅ м .

Принимаем TQ = 528 H ⋅ м .DQ 0 = (15⋅⋅⋅18) ⋅3T = 18 ⋅3528 = 145 мм . Принимаем DQ 0 = 160 мм .DQ = (1,15⋅⋅⋅1,20) ⋅ D0 = 1,15 ⋅ 160 = 180 мм . Принимаем DQ 0 = 180 мм .SQ = ζ ⋅ D0 = (0,26⋅⋅⋅0,27) ⋅ 160 = 0,27 ⋅ 160 = 43,2 мм . Принимаем QS = 47 мм .lQ c = 2,4 ⋅ S = 2,4 ⋅ 160 = 0,27 ⋅ 47 = 116 мм .Определим диаметр стержня:dQ CT =364 ⋅ 10 3 ⋅ ζ ⋅ ψ ⋅ T=π ⋅ [σ]и ⋅ z364 ⋅ 10 3 ⋅ 0,265 ⋅ 1 ⋅ 528= 4,7 мм .π ⋅ 1120 ⋅ 24где Qζ = (0,26⋅⋅⋅0,27);ψQ = 1,0;Q и = 1120 МПа− допускаемое напряжение изгиба материала стержня для 60С2А;[σ]Согласно ряду нормальных линейных размеров принимаем QdCT = 4,8 мм .В целях уменьшения изнашивания муфта при установке заполняется пластичным смазочнымматериалом (Литол-24 ГОСТ 21150-87), для удерживания которого применяют уплотнение в виде резиновойгофры с браслетными пружинами.11.2 Подбор муфты на быстроходном валуДля данной конструкции "вал электродвигателя - быстроходный вал" наиболеецелесообразной является муфта упругая с торообразным элементом.

Она обладает большойкрутильной, радиальной и угловой поддатливостью.Q k = K ⋅ TБ = 1,1 ⋅ 41,1 = 45,21 H ⋅ м, подберём муфту с номинальным моментом TQ H ≥ Tk.TПо ГОСТ Р 50892-96 выбираем Муфта 1ПС-80-28-3-32-2У2.!3712. Конструирование приводного валаРазмеры концевого участка приводного вала принимаются равными размерам концевогоучастка тихоходного вала, так как они соединены муфтой.

Корпуса, в которых размещаютподшипники, устанавливают на раме конвейера.В работающей передаче под действием нагрузок происходит деформация вала. Вконструкции приводного вала из-за неравномерного распределения нагрузки неизбежно возникаютперекосы вала и неравномерность нагружения опор вала.В связи с относительно большой длинной вала и значительными погрешностями сборкивалы фиксируют от осевых смещений в одной опоре.

Поэтому кольцо другого подшипника должноиметь свободу смещения вдоль оси, для чего по обоим его торцам оставляют зазоры 3…4 мм. Еслиже не следовать данным рекомендациям, при фиксировании обоих опор в осевом направлении инеизбежных прогибах вала последует деформация тел качения подшипника, что может вызватьзаклинивание узла.Корпуса подшипников стандартные, типа ШМ, ГОСТ 13218.1-80.12.1 Расчет подшипников на ресурс [5; 1, с. 107-128]Предварительно назначим шарикоподшипники лёгкой серии ([1], табл. 24.12):Подшипник 1214 ГОСТ 28428-90 с параметрами:dQ = 70 мм ; D = 125 мм ; B = 24 мм ; r = 2,5 мм ; cr = 34,5 кН; c0r = 19,0 кН, e = 0,18Исходные данные:об➢Частота вращения приводного вала QnT = 137,5 мин .➢Требуемый ресурс при надежности подшипников качения 90% QL′10h = 10000 ч .➢ Силы в зацеплении:Окружная: QFt =2 ⋅ 103 ⋅ TпрD=2 ⋅ 103 ⋅ 261,5= 2100 Н250Радиальная: QFr = (2,8...3,3) ⋅ Ft = 3 ⋅ 6300 НОсевая: FQ a=0Н➢ Режим нагружения: II➢ Вращающий момент на приводном валу: TQ пр = 262,5 Н!38➢ Режим нагружения: II➢ Вращающий момент на приводном валу: Т = 409,5 Н ∙ м1) Радиальнаяреакцияреакцияопор отопорнатяженияленты.

ленты.1) Радиальнаяот натяженияΣMFr ⋅ 32 = 0Q1 = 0; R2B ⋅ 650 −∑1 = 0: 2в ∙ 650 − ∙ 325 = 0325 ⋅ Fr2047500!R2B === 3150 H650650 = ∙ 325 = 2457 Н2в650!ΣM2 = 0; − R1B ⋅ 650 + Fr ⋅ 325 = 0∑ 2 = 0: −1в ∙ 650 + ∙ 325 = 0325 ⋅ Fr2047500== 3150 H650650 ∙ 3251в == 2457 НПроверка:650! 1B =RQ y = R1B + R2B − Fr = 3150 + 3150 − 6300 ≡ 0ΣF472) Радиальные реакции опор от действия муфты.• Радиальная жесткость муфты со стальными стержнями:cp = 180 ⋅3TH = 180 ⋅3270,6 = 1164 Нмм;• Радиальная сила FK на валу от упругой муфты:НFK = cp ⋅ Δ = 1164 ⋅ 0,5 = 582  ;мм• Реакции от силы FK :ΣMQ1 = 0; − R2K ⋅ 650 + FK ⋅ 140 = 0Q 2K =R140 ⋅ FK140 ⋅ 582== 125 H650650!39QΣM2 = 0; − R1K ⋅ 650 − FK ⋅ 790 = 0Q 1K =R790 ⋅ FK790 ⋅ 582== 707 H650650Проверка:ΣFQ y = R1K − R2K − FK = 707 − 125 − 582 ≡ 0В дальнейших расчетах направления векторов реакций опор от действия муфты условнопринимают с направлениями векторов реакций от сил в зацеплении.3) Реакции опор для расчета подшипников.FQ r1ma xFQ r2ma x= R1 + R1K = 707 + 3150 = 3857 H= R2 + R2K = 215 + 3150 = 3275 HВнешняя осевая сила, действующая на вал: FQ Ama x = Fa = 0 H4) Для типового режима нагружения II коэффициент эквивалентностиQKHE = 0,63Вычисляем эквивалентные нагрузки:Q r1 = KHE ⋅ Fr1Fma xQ r 2 = KHE ⋅ Fr 2Fma x= 0,63 ⋅ 3857 = 2063 H= 0,63 ⋅ 3275 = 2430 H7) Определяем эквивалентную динамическую нагрузку на первую опору, как наиболеенагруженную.Осевой силы нет.