Розрахунок і проектування привода стрічковий конвеєра

  Реакци опор в двух плоскостях, Н:

в плоскости X-Z:

    C_x=-F_m((2(l₂+l₃)+l₀)+F_t1(l₂+l₃))/(2(l₂+l₃))=-200((2(36+38)+78)+3980(74))/148=1685H;

   B_x=(F_t(l₂+l₃)+F_ml₀)/2(l₂+l₃)=(294520+15600)/148=2095H.

 

Проверка:

 

B_x-F_t1+C_x+F_m= 2095-3980+1685+200=0

 

в плоскости Y-Z:

 

 

C_y=(F_r1(l₂+l₃)+F_a1d/2)/(2(l₂+l₃))=(2100(36+38)+1070(30,2/2))/(2(36+38))=1159H;

B_y=(F_r(l₂+l₃)-F_ad/2)/(2(l₂+l₃))=(2100(36+38)-1070(30,2/2))/(2(38+36))=941H.

 

Проверка:

 

 

-B_y+ F_r-C_y= -941+2100-1159=0

 

Изгибающие  моменты, Н∙мм:

 

M_y1^`=-B_y(l₂+l₃)=-941(36+38)=-69634 H∙мм;

M_y1^```=-B_y(l₂+l₃)+0,5dF_a=-941(36+38)+0,5 30,2 1070=-53477 H∙мм.

M_x1^`= B_x(l₂+l₃)=2095∙74=155030 H∙мм;

M_x1^``=F_m∙l₀=200∙74=15600 H∙мм.

 

 Суммарные изгибающие моменты :

М₁= = =169950 H∙мм;

М₂= = =163994 H∙мм;

M₃= =15600 H∙мм.

R_b= = =2297 H;

R_c= = =2045 H.

 

 

Рис.3 Эпюра моментов

Суммарные реакции  в опорах:

 

R=

 

Расчет вала на прочность и выносливость.

Параметры шпоночных  соединений:

Вал	Участок	Символ, мм	Крутящий момент, H×м	Размеры шпонки, мм
				b´h´l	t1	t2
Быстроходный	под шестерн		Тн2 = 60,16	8×7×63	4	3,3
Промежуточный	под шестерн		Тн3 = 550,7	12´8´22	5,0	3,3
	под шестерн		Тн3 = 550,7	12´8´22	5,0	3,3
Тихоходный	под колесом		Тн4 =6540	16´10´25	6,0	4,3

Проверка призматической шпонки из условия прочности на смятие :

T≤ 0.5∙d∙l_p∙k∙[ ]

 

l_p=l-b=63-8=55 мм

 

k=0.4∙h=0.4∙7=2,8 мм.

 

T≤ 0.5∙28∙55∙2,8∙150=323,4 Н∙мм

 

Условие прочности  шпонки на срез:

 

T≤ 0.5∙d∙l_p∙k∙[ ]

 

T≤ 0.5∙28∙8∙55∙87=535,9 Н∙мм

 

[ ] = 150 Н/мм²  [1, стр.91]

Материал – Сталь 45

 

[ ] = 87 Н/мм²  [1, стр.91]

 

Приведенные моменты:

 

 

М_E1=

М_E2=

М_E3=

 

 

 

 

Проверочный расчет вала на выносливость для некоторых  опасных сечений:

 Материал вала:

Сталь 45 [1, табл.12.3]

 

        ; ; ;

T=М=169950 Н∙мм.

 

Концентрация напряжений вызвана наличием шпоночной канавкой шириной:

b=8 мм.; t₁=4.0 мм.; t₂=3.3 мм.

Момент сопротивления сечения вала/

 

W=((πd³)/32=(3.14∙25,5³)/32=1627 мм³

 

Амплитуда наминального напряжения изгиба при симметричном цикле изминения напряжения изгиба:

σ_a=σ_F=M/W=169950/1627=104Н/мм²

 

 Коэфициент безопасности  в сечении по изгибу:

 

S_σ=(σ_-1∙K_L)/(K_σ/β∙ε_σ+ψ_σ∙σ_m)=(432∙1)/(2.15/0.95∙0.78∙104+0.12∙0)=3,14

 

K_σ=2.15 [1, табл.12,5] при

 

Β=0,95  [1, табл.12,9]; ε_σ=0,78  [1, табл.12,2]; ψ_σ=0,12 [1, рис. 1,4 стр.10]

 

σ_m=0

Коэфициент безопасности в сечении по кручению:

 

W_p=((πd³)/16=(3.14∙25,5³)/16=3254 мм³

 

При нереверсивном вращении вала направление кручения изменяется по пульсирующему циклу:

 

 τ_α=τ_m=τ_max/2=0.5∙(T/W_p)=0.5∙(169950/3254)=26 Н/мм²

 

Коэфициент безопасности для сечения по кручению:

 

S_τ=(τ_-1-K_L)/((K_τ/ β∙ε_τ)∙τ_α+ψ_τ∙τ_m)=(255∙1)/((2.05/0.95∙0.74)∙26+0.07∙9,28)=9,3

 

K_τ=2.05 [1, табл. 12,5]; β = 0,95   [1, табл. 12,9]; ε_τ = 0,74 [1, табл. 12,2] при d=40 мм.

ψ_τ = 0,07 [1, рис.1.4]

 

Общий коэфициент безопасности по усталостной прочности для  сечения

S=(S_σ∙S_τ)/ =(3,4∙9.3)/ =3,2≥ [S]=2.5

[S]- коэффициент безопасности [1, c.275]

Условие выполняется.

 

Долговечность опор

 

При радиально-упорных  подшипниках осевые составляющие S радиальных нагрузок (реакций опор R₁ и R₂) стремятся раздвинуть кольца подшипников в осевом направлении. Этому препятствуют осевые реакции    F_a1 и   F_a2 .

Составляем расчетную  схему вала с указанием реакций R₁ и R₂ и реакций F_a на действие осевых нагрузок:  

 

кН

 

Пусть S₁=е ∙ R_a1=0.28∙941=263,

 

S₂= е ∙ R_a2=0.28 ∙1159=325, где

 

е=0,28 [1, табл.14.14], тогда:

 

–S₁-F_aΣ+ R_a2=0 ; R_a2= S₁+F_aΣ ≥ S₂

 

R_a2=263+1070=1333≥ S₂=325

Условие выполняется.

 

По условиям работы принимаем:

Определяем величину эквивалентной динамической нагрузки

             

Расчетная долговечность, млн. об.

                

                     млн. об.

Расчетная долговечность, ч.

                    ч.

Где - частота вращения быстроходного вала.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Детали машин в  примерах и задачах. Ничипорчик  С.Н., Корженцевский М.И., Калачев  В.Ф. и др. – М.: Высшая школа, 1981 – 432с.

2. Иванов М.Н. Детали  машин. – М.: Высшая школа, 1984 –  336с.

3. Погорелов С. В.  Детали машин. Методические указания  к курсовому проектированию. - Запорожье:  ЗГИА,2003.-70с. 

4. Перель Л.Я. Подшипники  качения. Расчёт, проектирование и   обслуживание опор: Справочник.– М: Машиностроение, 1983.– 543 с.

5. Ведмідь Ю.П. Вибір  і розрахунок підшипників кочення  для редукторів та ін інших  механізмів.– Запоріжжя, 2000.– 50с.

6. Ведмедь Ю.П. , Левин  Ю.Л.  Методические указания по  выбору и расчету  подшипников качения для редукторов и других механизмов.– Запорожье: ЗИИ, 1986.– 56 с.

7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П.   Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 1985 – 416с.