Подберем муфту.

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2. 1 Кинематические и динамические расчеты

Данные для расчета:

Производительность Q = 7 т/ч.

Длина трассы транспортирования L = 18 м.

Высота транспортирования H = 5, 2 м.

Класс использования ТМ по времени В3.

Класс использования ТМ по производительности П3.

Место установки - закрытая площадка.

Транспортируемый материал – пыль.

Насыпная плотность r= 1400…1600 кг/м3.

Принимаем r =1600 кг/м3

Объемная масса g = 1, 44 т/м3

Коэффициент внутреннего трения f = 1, 15

Степень абразивности - С.

Крупность – мелкозернистый d зерен= 0, 5…3 мм.

Подвижность частиц – средняя.

Лист

ДП. 150411. 01. ПЗ

2. 1. 1 Кинематическая схема привода

На рисунке 1 показана схема привода цепного конвейера

Рисунок 1 - схема привода цепного конвейера

где:

1 - Ведущий шкив ремённой передачи

2 - Ведомый шкив ремённой передачи

3 - Червяк

4 - Червячное колесо

5 - Ведущее колесо зубчатой передачи

6 - Ведущее колесо зубчатой передачи

2. 1. Динамические расчеты по выбору стандартизированных деталей.

Подберем муфту.

Для передачи момента с вала электродвигателя на быстроходный вал редуктора используем упругую втулочно-пальцевую муфту.

По ГОСТ 21424-75 для посадочного диаметра d=24 мм применяем муфту со следующими параметрами:

Передаваемый вращающий момент не более T= 63 Н× м (в нашем случае 39 Н× м).

Угловая скорость не более 600 с^-1. (в нашем случае 99, 43 с^-1)

Длины отверстий считаем по формуле: [3, c. 91]:

l_цил=36мм; l_кон =24 мм. (46)

Габаритные размеры считаем по формуле: [3, c. 90]:

Лист

ДП. 150411. 01. ПЗ

L =76 мм; D=100 мм; d₀=20 мм. (47)

Смещение осей валов не более: радиальное Dr=0, 2; угловое Dg=1°30¢.

Зазор между полумуфтами С=3…5мм.

Остальные параметры муфты рассчитываются по следующим соотношениям: B»0, 25D=25мм; b»0, 5B=12, 25мм; D₀=D-(1, 5…1, 6)d₀=70мм; d_ст=1, 6d=38, 4мм.

Размеры втулок и пальцев:

диаметр пальца d_п =10мм.

длина пальца l_п=19мм.

резьба выходного конца пальца d₀, М8.

количество пальцев z=6.

диаметр втулки упругой d_в =19мм.

длина втулки упругой l_в=15мм.

Пальцы муфты, изготовленные из стали 45, рассчитываем на изгиб по формуле: [3, c. 98]:

(48)

Упругие элементы муфты проверяют на смятие для равномерного распределения нагрузки между пальцами по формуле: [3, c. 100]:

(49)

Выбранная муфта подходит.

Консольную сила от муфты считаем по формуле: [3, c. 104]:

F_м»100Ö T₁=100Ö 39=624, 5 Н. (50)

Подберём шпонки.

Материал - сталь 45, термообработка – нормализация.

Напряжения смятия и условия прочности считаем по формуле: [3, c. 115]:

(51)

Лист

ДП. 150411. 01. ПЗ

Ведущий вал.

Диаметр вала под полумуфту 24 мм.

Сечение шпонки b´ h = 8´ 7 мм.

Глубина паза вала t₁ = 4 мм.

Длина шпонки l = 30 мм.

(52)

(53)

Так как материал полумуфты – чугун.

Условие прочности выполняется.

Тихоходный вал

Диаметр вала под цилиндрическое колесо 48 мм.

Сечение шпонки b´ h = 14´ 9 мм.

Глубина паза t₁ = 5, 5 мм.

Длина шпонки l = 64 мм.

(54)

(55)

Так как материал цилиндрического колеса – сталь.

Условие прочности выполняется.

2. 2 Расчет валов на прочность и жесткость.

Быстроходный вал.

Проверочный расчет проводится для проверки прочности в опасном

сечении в зависимости от направления и величины действующих на него нагрузок.

Напряжение изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения по пульсирующему.

Выбор материала вала

Для изготовления быстроходного вала выбрали материал сталь 40Х,

твердость не менее 200НВ; s_-₁ = 320 МПа и t_-₁ = 200МПа –

пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

Строим расчетную схему вала.

Из предыдущих разделов имеем

Силы в зацеплении считаем по формуле: [3, c. 184]:

F_t = 1970, 2 Н, F_r = 793, 9 Н. F_a= 935, 5 Н. (56)

Консольную силу от муфты считаем по формуле: [3, c. 185]:

F_м=624, 5 Н. (57)

Реакции.

R_Dy = 248, 4 Н, R_By = 545, 5 Н, .

Расстояния: l₁ = l₂ = 60 мм, l_м = 40 мм.

Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов, опасным сечением вала является сечение С. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении С по формуле: [3, c. 203]:

(58)

Осевой момент сопротивления сечения С считаем по формуле: [3, c. 204]:

(59)

Полярный момент сопротивления сечения С считаем по формуле: [3, c. 205]:

(60)

Амплитуду симметричного цикла по изгибу считаем по формуле: [3, c. 209]:

(61)

Амплитуду касательных напряжений считаем по формуле: [4, c. 156]:

(62)

Среднее напряжение цикла при изгибе считаем по формуле: [3, c. 211]:

s_m = 0, t_m = t_a= 2, 1 Н/мм². (63)

Принимаем коэффициенты

концентрации напряжений:

K_s = 1, 9;

K_t = 1, 6;

масштабных факторов:

Е_s = 0, 85;

Е_t = 0, 73;

коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность считаем по формуле: [4, c. 198]:

y_s = 0, 1, y_t= 0, 5.

(64)

Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С по напряжениям кручения по формуле: [4, c. 199]:

(65)

Расчетный коэффициент запаса прочности считаем по формуле: [4, c. 205]:

Лист

ДП. 150411. 01. ПЗ

(66)

s > [s] = 1, 5.

Сопротивление усталости обеспечивается.

Тихоходный вал

Выбор материала вала

Для изготовления тихоходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s_-₁ = 320 МПа и t_-₁ = 200МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

Силы в зацеплении, принимаем:

Лист

ДП. 150411. 01. ПЗ

F_t = 1970, 2 Н,

F_r = 793, 9 Н.

F_a= 935, 5 Н.

Консольная нагрузка от цепной передачи F_ц=2706, 2 Н.

Проекции на оси соответственно считаем по формуле: [4, c. 210]:

F_ц_y=F_цsin30°=1353, 1 Н; F_ц_x=F_цcos30°= 2343, 6 Н; (67)

Реакции считаем по формуле: [4, c. 210]:

R_Ey = 1222, 5 Н, R_Gy =3369, 5 Н, R_Ex = 186, 7 Н, R_Gx =4500, 5 Н. (68)

Расстояния считаем по формуле: [4, c. 210]:

l₁ = l₂ = 60 мм, l_ц = 60 мм. (69)

Крутящий момент в сечениях вала считаем по формуле: [4, c. 221]:

(70)

Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение G. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении G считаем по формуле: [4, c. 221]:

(71)