Проектирование привода ленточного конвеера

 

     Окружная скорость

 

                                                       (28)

 

     По таблице  8.2 [4] назначаем девятую степень  точности. По таблице 8.3 [4] K_HV=1.05. Ранее было найдено . При этом K_H=1.125 1.05 = 1.18.

По формуле (26), учитывая, что  , находим

 

                      

 

Процент расхождения

 

                       %

     Расхождение не более 4%, поэтому ширину колес принимаем b_w=60 мм:

 

 

     Выполняем  проверочный расчет по напряжениям  изгиба

 

                                                                                       (29)  

 

где Y_F – коэффициент формы зуба;

       K_F – коэффициент расчетной нагрузки.

 

     По графику рисунок  8.20 [4] при х=0 находим для шестерни  Y_F1 =3.95; для колеса Y_F2 = 3.75.

     Расчет выполняем  по тому из колес пары, у  которого меньше отношение    

     В нашем случае 

 

                      

 

     Расчет выполняем  по колесу

     По графику (рисунок  8.15 [4]) =1.28. По таблице 8.3 [4] K_FV= 1.04. При этом K_F=1.04 1.28 = 1.33.

     Далее определяем

 

                                                                            (30)

 

     По формуле  (29)

 

                             

     Отмечаем, что для данной пары колес  основным критерием работоспособности является контактная, а не изгибная прочность.

     Выполняем  проверочный расчет на заданную  перегрузку. По формуле 8.72 [4]

                

 

     По формуле  8.73 [4]

 

                  

     Условия  прочности соблюдаются.

4 Расчет быстроходной ступени

 

          (31)

     По рекомендациям к формуле (31 [4]) принимаем 

             (32) 

      

       (33)

 

Определяем геометрические параметры.

Углы делительных конусов  определяем по формуле 8.36 [4]

 

                    (34)

 

     Тогда

                 (35)

Деле расчет ведем по параметрам среднего сечения , в котором для круговых зубьев нормальный модуль принимаем из стандартного ряда:

 

 

 

 

По графику рис 8.36[4] и далее, .Округляем до целого значения

                (36)

               (37)

                  (38)

Округляем до стандартного и принимаем    

Окончательно принимаем 

       (39)

      (40)

 

     Проверяем контактную прочность по формуле при .

                           (41)

Предварительно определяем

    (42)

По таблице 8.2[4] назначаем 9 степень точности. По таблице 8.3 с понижением степени точности находим  К_HV=1.01, К_FV=1.05. Получаем

 

К_Н=К_НβК_Нv=1.01 1.05=1.05       (43)

 

 

По формуле 41

 

                      

 

 

      (44)

Окончательно принимаем b=20 мм

 

     Выполняем проверочный  расчет по напряжениям изгиба

 

                                                                                       (45)  

 

где Y_F – коэффициент формы зуба;

       K_F – коэффициент расчетной нагрузки.

 

     По графику  рисунок 8.20 [4] при х=0 находим для  шестерни Y_F1 =3,97; для колеса Y_F2 = 3.75.

     Расчет  выполняем по тому из колес пары, у которого меньше отношение   

     В нашем  случае 

 

                      

 

     Расчет  выполняем по колесу

     По таблице  8.3 [4] K_FV= 1.04. При этом K_F=1.04 . По рекомендациям 8.9[4]

 

 

     Далее определяем

                                                                          (46)

     По формуле  (45)

                             

 

     Отмечаем, что для данной пары колес основным критерием работоспособности является контактная, а не изгибная прочность.

     Выполняем  проверочный расчет на заданную  перегрузку. По формуле 8.72 [4]

                

 

     По формуле 8.73 [4]

 

                 

 

     Условия  прочности соблюдаются.

     5 Расчет на прочность валов и определение опорных реакций

    

 Построение схемы  нагружения зубчатых колес

Рисунок 2-Схема нагружения зубчатых колес коническо-цилиндрического                       редуктора и силы действующие в зацеплении

 

Строим расчетную схему  сил, действующих на вал 1,и эпюру  крутящих моментов.

Рисунок 3-Расчетная схема ведущего вала и эпюра крутящих моментов

 

    Определяем  действующие на вал 1 силы:

• окружная сила

                                                                          (47)

 

• Радиальная сила

 

                                  (48)

• Осевая сила

 

                                (49)

 

• сила от несоосности валов

                                                                 (50)

     Строим  эпюру изгибающих моментов от сил F_м и F_t1, действующих на вал в вертикальной плоскости (рис 4).

     Определяем опорные  реакции:

 

                                                              (51)

                           

 

                                                                  (52)

                           

 

     Проверка: - реакции найдены верно.

     Определяем наибольшие изгибающие моменты в опасных сечениях :

 

                                                            (53)

 

                      (54)

 

        По результатам расчета строим эпюру изгибающих моментов от сил F_м и F_t1, действующих в вертикальной плоскости (рис 4).

 

Рисунок 4 - Эпюра изгибающих моментов от сил F_м и F_t1, действующих на вал 1 в вертикальной плоскости

     Строим  эпюру изгибающих моментов от сил F_r1 и F_a1, действующих на вал 1 в горизонтальной  плоскости (рис 5).

 

Определяем опорные  реакции от силы F_r1:

 

                                                                             (55) 

                            

                                                                                        (56)

                            

     

     Проверка: -

опорные реакции найдены верно.

     Наибольший изгибающие моменты в в сечениях:

 

                                                     (57)

Определяем опорные  реакции от силы F_а1:

 

                                                                               (58) 

                            

                                                                                   (59)

                

 

     

     Проверка: -

опорные реакции найдены верно.

     Наибольший  изгибающие моменты в  в  сечениях:

 

                                                    (60)

Для построения суммарной эпюры  изгибающих моментов в горизонтальной плоскости определяем суммарные моменты в сечениях:

По результатам вычислений строим эпюру изгибающих моментов (рис5).

 

 

    

Рисунок 5 – Схема сил, действующих на вал 1 в горизонтальной  плоскости

 

Определяем полный изгибающий момент:

 

                                            (61)

     Для подбора  подшипников качения определяем  суммарные реакции в  опорах.

Реакции в опорах от сил F_r1,F_a1, действующих в горизонтальной плоскости :

                (62)

 

Суммарная реакция в опорах от сил, действующих в горизонтальной и вертикальной плоскостях:

     Опора А:

                                                 (63)

Опора В:

                                           (64)

 

Продольные силы, действующие  на вал: 

                              

                                                     (65)

 

        Расчет промежуточного вала

 

       Строим расчетную схему сил, действующих на вал 2 (рис.6).

 

 Рисунок 6–Расчетная схема сил, действующих на промежуточный вал

 

 

  Определяем силы , действующие в конической и цилиндрической парах:

На коническом колесе: 

                                                                         (66)

 

                                 (67)

 

                                (68)

На цилиндрической шестерне:

                                                                          (69)

 

                                                (70)

 

     Строим  эпюру изгибающих моментов от сил и F_t1, действующих на промежуточный вал в вертикальной плоскости (рис 7).

Определяем опорные  реакции:

 

                                             (71) 

                            

                                                  (72)

                            

     

     Проверка: -

опорные реакции найдены  верно.

Находим значения изгибающих моментов в характерных сечениях вала:

- в месте посадки  шестерни 

                                                               (73)

- в месте посадки  зубчатого колеса

                 (74)

     Строим  эпюру изгибающих моментов от сил , действующих на промежуточный вал в горизонтальной плоскости (рис 7).

 

Определяем опорные  реакции от силы :

 

                              (75) 

                            

                          (76)

                

 

     

     Проверка: -

опорные реакции найдены  верно.

Находим значения изгибающих моментов в горизонтальной плоскости  в характерных сечениях вала :

- в месте посадки  шестерни 

                                                                (77)

- в месте посадки  зубчатого колеса

               (78)

По результатам вычислений строим эпюру изгибающих моментов (рис7).

Определяем полный изгибающий момент:

 

                                             (79)

 

По результатам вычислений строим эпюру изгибающих моментов (рис7).

   

 

Рисунок 7– Схема сил, действующих  на промежуточный вал в вертикальной (а,б) и горизонтальной (д) плоскостях; эпюры изгибающих и крутящих моментов(в,г,е) и продольных сил (ж)

 

Для подбора подшипников качения  определяем суммарные реакции в  опорах вала С и D:

     Опора C:

                                           (80)

Опора D:

                                             (81)

 

Продольные силы, действующие  на вал: 

                              

                                                                    (82)

    Расчет промежуточного вала

 

     Строим  расчетную схему нагружения вала 3 в вертикальной и горизонтальных плоскостях (8).Силы, действующие на вал 3:

     Строим  эпюру изгибающих моментов ведомого вала в вертикальной плоскости от действия сил F_t3 и F_м (рис. 8).

     Определяем  опорные реакции:

 

                                                (83)                                                                                           

                         (84)

                     

     Проверка: -реакции найдены верно.

Находим значения изгибающего момента в горизонтальной плоскости в месте посадки зубчатого колеса :

 

                                                          (85)

    

     Строим  эпюру изгибающих моментов промежуточного  вала в вертикальной плоскости от действия сил F_t3 и F_м (рис. 8).

     Определяем  опорные реакции:

 

                                   (86)                                                                                           

                     (87)

                     

     Проверка:             -реакции найдены верно.

Находим значения изгибающих моментов в вертикальной плоскости в характерных сечениях вала :

 

- в месте посадки  подшипника Е: 

                                                              (88)

- в месте посадки  зубчатого колеса

                  (89)

Определяем полный изгибающий момент:

 

                                               (90)

 

По результатам вычислений строим эпюру изгибающих моментов (рис8).

 

Рисунок 8– Схема сил, действующих на ведомый вал в вертикальной (а,б) и горизонтальной (д) плоскостях; эпюры изгибающих и крутящих моментов(в,г,е)

 

Для подбора подшипников  качения определяем суммарные реакции  в  опорах вала E и F: