Расчет привода ленточного конвейера

 

 

 

Окружная  сила в зацеплении F_t:

 

 

Радиальная  сила в зацеплении F_r :

 

 

Осевая сила в зацеплении F_а = 0.

Консольные  силы

Цепная передача

 

Муфта

 

 

Расчёт валов:

Предварительный расчёт валов:

Крутящие моменты в поперечных сечения валов:

На быстроходном валу: Т_бв=52,9 Н·м

На тихоходном валу: Т_тв=320,1 Н·м

 

Быстроходный вал:

1-я ступень (под полумуфту);

 

 

Из конструктивных соображений  выбираем диаметр d₁=32 мм

 

 

 

2-я ступень (под уплотнение  крышки с отверстием и подшипник)

 

t – высота буртика

Выбираем d₂=40 мм

 

 

 

3-я ступень (под шестерню)

 

l₃ – определяется графически на эскизной компоновке

 

 

4-я ступень (под подшипник)

 

 

B –ширина подшипника 308

с – размер фаски

 

Тихоходный вал:

1-я ступень (под звездочку  цепной передачи)

 

Выбираем d₁=55 мм.

 

Выбираем l₂=85 мм

 

 

2-я ступень (под уплотнение  крышки с отверстием и подшипник)

 

t – высота буртика

 

 

 

3-я ступень (под колесо)

 

Принимаем d₃=80 мм

l₃ – определяется графически на эскизной компоновке

 

 

4-я ступень (под подшипник)

 

 

B –ширина подшипника 312

с – размер фаски

 

Результаты вычислений заносим  в таблицу:

Вал (материал – сталь 40Х	Размеры ступеней, мм				Подшипники
	d1	d2	d3	d4	Типо-размер	dxDxB (мм)	Динамическая грузоподьемность Cr, кН	Статическая грузоподьемность C0r, кН
	l1	l2	l3	l4
Быстроходный	32	40	48	40	308	40х90х23	41,0	22,4
	48	60	110	24,2
Тихоходный	55	60	80	60	312	60х130х31	81,9	48,0
	85	75	110	33

 

 

Построение эпюр  изгибающих и  крутящих моментов

Быстроходный вал

Вертикальная плоскость:

Дано F_r=806,11 H; F_t=2215,2 H; F_a=0; F_м=363,7 H

l_Б=133 мм; L_Б=156 мм; l_м=73 мм; d₁=111 мм.

Определяем опорные реакции  Н;

 

 

 

 

 

Проверка

 

 

 

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1..4

 

 

 

 

 

 

 

 

Горизонтальная плоскость

Определяем опорные реакции

 

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1..3

 

 

Строим эпюру крутящих моментов

 

 

 

Определяем суммарные радиальные реакции 

 

 

 

 

 

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных  сечениях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тихоходный вал

Вертикальная плоскость:

Дано F_r=806,11 H; F_t=2215,2 H; F_a=0; F_оп=3529,6 H;

l_М=144,5 мм; l_т=141 мм; d₂=289 мм.

Определяем опорные реакции  Н;

 

 

 

 

Проверка

 

 

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных  сечениях 2..4

 

 

 

 

Горизонтальная плоскость

Определяем опорные реакции

 

 

 

 

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1..3

 

 

 

 

Строим эпюру крутящих моментов

 

 

Определяем суммарные радиальные реакции 

 

 

 

 

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных  сечениях

 

 

 

 

 

Проверочный расчет подшипников

Быстроходный вал:

Дано:

Подшипники 308 (C_r=41 кН)

Радиальные нагрузки

R_A=6139,7 H

R_B=4866,7 H

 

 

Расчетная динамическая грузоподьемность С_rp, Н и базовая долговечность L_10h, ч рассчитываются по формулам:

 

 

m=3 – показатель степени для шариковых подшипников;

a₁=1 –коэфициент надежности;

a₂₃=0,8 – коэфициент учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации;

n=n_тв=965 с^-1 – частота вращения внутреннего кольца подшипника равная частоте вращения соответствующего вала;

L_h= 10000 ч – Требуемая длоговечность подшипника;

R_E – эквивалентная динамическая нагрузка:

 

 

V=1 – коэфициент вращения;

K_б=1,2 – коэфициент безопасности;

K_т=1 – температурный коэфициент;

R_r – суммарная реакция подшипника (равная R_A или R_B для подшипников А и В соответственно)

Для подшипника А:

 

 

 

 

 

 

 

Условие выполняется

 

Для подшипника В:

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие выполняется

 

 

Тихоходный вал:

Дано:

Подшипники 312 (C_r=81,9 кН)

Радиальные нагрузки

R_A=1126,13 H

R_B=1470 H

 

 

Расчетная динамическая грузоподьемность С_rp, Н и базовая долговечность L_10h, ч рассчитываются по формулам:

 

 

m=3 – показатель степени для шариковых подшипников;

a₁=1 –коэфициент надежности;

a₂₃=0,8 – коэфициент учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации;

n=n_бв=153,2 с^-1 – частота вращения внутреннего кольца подшипника равная частоте вращения соответствующего вала;

L_h= 10000 ч – Требуемая длоговечность подшипника;

R_E – эквивалентная динамическая нагрузка:

 

 

V=1 – коэфициент вращения;

K_б=1,2 – коэфициент безопасности;

K_т=1 – температурный коэфициент;

R_r – суммарная реакция подшипника (равная R_A или R_B для подшипников А и В соответственно)

Для подшипника А:

 

 

 

 

 

 

Условие выполняется

 

Для подшипника В:

 

 

 

 

 

 

Условие выполняется

 

 

 

Выбор муфты

Конструктивно выбираем муфту 250-32-I.32-II.2-У3 ГОСТ 21424-93

Проверочный расчет муфты

 

Tдв=54,5 Н·м – крутящий момент на валу двигателя

Kр=1,5 – коэфициент режима нагрузки

Т=250 Н·м – номинальный момент

 

 

 

 

Расчёт шпоночных соединений

Условие прочности шпонки на смятие определяется по формуле

 

 

Т  – передаваемый крутящий момент, Н·мм;

d – диаметр вала редуктора, мм;

 =l-b – рабочая длина шпонки, мм;

 – глубина паза вала, мм;

 =150 Н/мм²– допускаемое напряжение при смятии, Н/мм².

Кроме того, необходимо проверить  шпонку по условию среза.

 

где   =100 Н/мм²– допускаемое напряжение по условию среза, Н/мм².

 

Для быстроходного вала проверяется шпонка

b= 10 мм, h = 7 мм, l = 30 мм, d=32 мм, Т=54,5·10³ Н·мм.

 

 

 

 

Для выходного конца тихоходного вала проверяется шпонка

b= 16 мм, h = 10 мм, l = 35 мм, d=55 мм, Т=320,1·10³ Н·мм.

 

 

 

Для тихоходного вала проверяется  шпонка

b= 22 мм, h = 14 мм, l = 50 мм, d=80 мм, Т=320,1·10³ Н·мм.

 

 

 

 

Выбранные шпонки удовлетворяют требуемым  условиям.

 

Выбор системы смазки и смазочных  материалов

Выбор системы смазки

 

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения  их от заедания, коррозии и лучшего  отвода теплоты трущиеся поверхности  деталей должны иметь надежную смазку.

Так как окружные скорости в зацеплении зубчатых передач  не превышают 12,5 м/с, в данном редукторе  предусмотрена картерная система  смазки. Смазка происходит методом  погружения вращающихся деталей  в масляную ванну. Внутри корпуса  образуется взвесь частиц масла в  воздухе, которые покрывают поверхность  расположенных внутри корпуса детали.

Для одноступенчатых  редукторов обьем масляной ванны  определяется из расчета 0,8 л масла  на 1 кВт передаваемой мощности

 

Уровень масла. В цилиндрических редукторах при  окунании в масляную ванну колеса

 

 

Смазывание  подшипников. Поскольку окружная скорость колеса составляет 4,6 м/с, подшипники смазываются  в результате разбрызгивания масла  колесами, образования масляного  тумана и растеканием масла по валам привода.

 Для уплотнения  выходных концов валов используются  резиновые армированные манжеты.  Под крышки подшипников устанавливаются  бумажные прокладки. На плоскость  разъёма перед окончательной  сборкой наносят пасту типа  «Герметик». Предусмотрены так же  маслоуказатель жезлового типа, сливное отверстие, закрываемое  пробкой. 

 

Смазочные материалы

 

Для смазки зубчатой передачи используется индустриальное cмазка И-Г-А-46 по ГОСТ 17479.4-87 для гидравлических систем, без присадок работающее при температуре 70°С. Число 46 обозначает класс кинематической вязкости.

 

Библиографический список

 

1. Чернавский  С.А., Боков К.Н., Чернин И.М., Ицкевич  Г.М., Козинцов В.П. 'Курсовое проектирование  деталей машин': Учебное пособие  для учащихся. М.:Машиностроение, 1988 г., 416с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. 'Конструирование узлов  и деталей машин', М.: Издательский  центр 'Академия', 2003 г., 496 c.

3. Шейнблит А.Е. 'Курсовое проектирование деталей  машин': Учебное пособие, изд. 2-е  перераб. и доп. - Калининград: 'Янтарный  сказ', 2004 г., 454 c.: ил., черт. - Б.ц.

4. Березовский  Ю.Н.,Чернилевский Д.В., Петров М.С. 'Детали машин', М.: Машиностроение,1983г.,384 c.

5. Боков В.Н., Чернилевский  Д.В., Будько П.П. 'Детали машин:  Атлас конструкций.' М.: Машиностроение, 1983 г., 575 c.

6. Гузенков П.Г., 'Детали машин'. 4-е изд. М.: Высшая  школа, 1986 г., 360 с.

7. Детали машин:  Атлас конструкций / Под ред.  Д.Р.Решетова. М.: Машиностроение, 1979 г., 367 с.

8. Дружинин Н.С., Цылбов П.П. Выполнение чертежей  по ЕСКД. М.: Изд-во стандартов, 1975 г., 542 с.

9. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.П. 'Расчеты  деталей машин', 3-е изд. - Минск:  Вышейшая школа, 1986 г., 402 c.

10. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., 'Детали машин' 3-е  изд. М.: Высшая школа, 1984 г., 310 c.

11. 'Мотор-редукторы  и редукторы': Каталог. М.: Изд-во  стандартов, 1978 г., 311 c.

12. Перель Л.Я. 'Подшипники качения'. M.: Машиностроение, 1983 г., 588 c.

13. 'Подшипники  качения': Справочник-каталог / Под  ред. Р.В. Коросташевского и  В.Н. Нарышкина. М.: Машиностроение, 1984 г., 280 с.

14. 'Проектирование  механических передач' / Под  ред.  С.А. Чернавского, 5-е изд. М.: Машиностроение, 1984 г., 558 c.

Изм Лист   №  документ     Подп      Дата

Лист