Разработка электромеханического привода транспортера, который включает в себя асинхронный электродвигатель 4А80А4УЗ с синхронной частотой 1500 об/мин, мощностью 1,1 кВт, страница 11

5. Проверочный расчёт шпоночных соединений

            Расчет ведется по напряжениям среза и смятия

Рисунок 5.1 Расчётная схема шпоночного соединения

Примем напряжения смятия [σ_см]=140 МПа, а напряжения среза [τ_cp]=0.6·[σ_см]=84 МПа.

Расчёт шпонки под шкивом ременной передачи: d=22 мм, b=6 мм, l=32 мм, h=6 мм.

Напряжения смятия:

12.1 МПа < 140 МПа

            Условие прочности по напряжениям смятия соблюдается.

            Напряжения среза

7.41 МПа < 84 МПа

Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.

Вывод: Работоспособность шпонки под шкивом ременной передачи обеспечена.

Расчёт шпонки под червячным колесом: d=42 мм, b=12 мм, l=45 мм, h=8 мм.

            Напряжения смятия:

91.3 МПа < 140 МПа

Условие прочности по напряжениям смятия соблюдается.

            Напряжения среза

30.4 МПа < 84 МПа

Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.

Вывод: Работоспособность шпонки под червячным колесом обеспечена.

Расчёт шпонки под зубчатым колесом: d=56 мм, b=16 мм, l=50 мм, h=10 мм.

126 МПа < 140 МПа

Условие прочности по напряжениям смятия соблюдается.

            Напряжения среза

39.4 МПа < 84 МПа

Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.

Вывод: Работоспособность шпонки под зубчатым колесом обеспечена.

Расчёт шпонки зубчатой муфты: d=40 мм, b=12 мм, l=63 мм, h=8 мм.

147 МПа < 140 МПа

            Условие прочности не соблюдается. Однако

Значение 147 МПа попадает в отклонение 5 % от допускаемого.

            Напряжения среза

49.02 МПа < 84 МПа

Условие прочности по напряжениям среза соблюдается.

Вывод: Работоспособность шпонки зубчатой муфты обеспечена.

6. Проектирование подшипниковых узлов

   6.1 Реакции в опорах

  Реакции в опорах  быстроходного вала.

Рисунок 6.1 Расчетная схема быстроходного вала

Рисунок 6.2 Реакции в опорах быстроходного вала

Уравнения для определения реакций

Плоскость XOY.

Сила, действующая на вал со стороны шкива

 

Расстояния между приложенными нагрузками

L₁=65 мм, L₂=68 мм, L₃=73 мм.

,тогда

,

Плоскость XOZ.

Проверка      

Геометрическая сумма реакций

Определение реакций промежуточного вала смотреть в разделе 4.

Определение реакций тихоходного вала

Рисунок 6.3 Расчетная схема тихоходного вала.

Рисунок 6.4 Реакции в опорах тихоходного вала.

Уравнения для определения реакций

Плоскость ZOY.

Сила, действующая на вал со стороны муфты

 

Расстояния между приложенными нагрузками

L₁=104 мм, L₂=122 мм, L₃=58 мм.

,тогда

,

Плоскость XOZ.

Проверка      

Геометрическая сумма реакций

6.2. Выбор типов подшипников

В опорах быстроходного вала установлены одинаковые роликовые радиально-упорные подшипники с большим углом конусности 27306 по ГОСТ 7260-81. В данной конструкции нет необходимости устанавливать плавающую опору, так как при межосевом расстоянии меньшем, чем 100 мм, тепловое расширение червяка не приведет к заклиниванию подшипников.

В опорах промежуточного вала установлены одинаковые роликовые радиально-упорные подшипники средней серии 7308 ГОСТ 333-79.

В опорах тихоходного вала установлены  одинаковые роликовые радиально-упорные подшипники лёгкой серии 7211 ГОСТ 333-79.

Выбор роликовых радиально-упорных подшипников обусловлен наличием осевых нагрузок на каждом валу.

6.3 Расчёт подшипников

        6.3.1. Условия расчета

Осевые нагрузки на валах.

На быстроходном валу А₁= F_Х1=3748 Н

На промежуточном валу суммарная сила, действующая на вал от зубчатых колёс: A₂=F_Х2-F_Х3=2343-459=1884 H.

На тихоходном валу А₃= F_Х3=2343 Н

Рисунок 6.5 Расчётная схема быстроходного и тихоходного валов

Рисунок 6.6 Расчётная схема быстроходного и тихоходного валов

Таблица 6.1

Данные для расчёта подшипниковых опор