Расчет привода при выбранном электродвигателе марки АИР100L4 с мощностью 4 кВт, страница 4

Определим частоту пробегов ремня:

 с^-1

Вычисляем допускаемую мощность передаваемую поликлиновым ремнем с десятью клиньями:

где     [P₀] – допускаемая приведенная мощность,

С – поправочные коэффициенты.

 кВт.

Определим число клиньев ремня:

где     P_ном – номинальная мощность двигателя.

Рассчитаем силу предварительного натяжения ремня:

, Н

 Н.

Определим окружную силу передаваемую ремнем:

 Н, где     T – момент на ведущем валу, Н·м;

d – диаметр ведущего шкива, м.

Определим силы натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня:

 Н,

 Н.

Рассчитаем силу давления ремня на вал:

 Н.

5. Расчет валов редуктора

Определим геометрические параметры тихоходного вала и выберем необходимые подшипники:

 мм,

мм,  мм,

 мм,

 мм,

 мм,

 мм,

мм.

Рисунок 1 – Геометрические параметры валов.

Выбираем подшипник роликовый конический однорядный 7316А по ГОСТ 27365-87. Выпишем его параметры: d = 80 мм, D = 170 мм, B = 43 мм, r₁ = 3 мм, r₂ = 2,5 мм, C_r = 255 кН, C_0r = 190 кН.

Рассчитаем промежуточный вал:

 мм,

мм,  мм,  мм,

 мм,

 мм,

Длины участков промежуточного вала получаем по конструктивным параметрам редуктора.

Выбираем подшипник роликовый конический однорядный 7208А по ГОСТ 27365-87. Выпишем его параметры: d = 35 мм, D = 72 мм, B = 21 мм,  r₁ = 2 мм, C_r = 48 кН. Подшипник для плавающей опоры – шариковый радиальный 207 по ГОСТ 8338-75: d = 35 мм, D = 72 мм, B = 17 мм, r₁ = 2 мм, C_r = 25,5 кН, C_0r = 13,7 кН.

Рассчитаем быстроходный вал:

 мм,

мм,

 мм,  мм,

 мм,

 мм,

 мм.

Выбираем подшипник шариковый однорядный 206 по ГОСТ 8338-75. Выпишем его параметры: d = 30 мм, D = 62 мм, B = 16 мм, r₁ = 1,5 мм, C_r = 15,5 кН, C_0r = 10 кН.

6. Проверочный расчет выходного вала и подшипников

Составим расчетную схему тихоходного вала редуктора.

Исходные данные для расчета:

F_r = 5169 Н, F_a = 1535,5 Н, F_t = 14,2 кН, F_м = 11916 Н.

Определяем реакции в подшипниках:

Вертикальная плоскость

 Н,

 Н.

Горизонтальная плоскость

 Н,

 Н.

Строим эпюры изгибающих моментов:

Найдем суммарные реакции и моменты в подшипниках:

 Н,

 Н,

Нм, .

Вал пригоден при условии:

где     S – расчетный коэффициент запаса прочности,

[S] – попускаемый коэффициент запаса прочности ([S] =1,7 – 2,5).

Наиболее опасным сечением является точка А, определим напряжения в этом сечении по формулам:

где     М – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении,

W_нетто – осевой момент сопротивления сечения вала.

где     М_k – крутящий момент в рассматриваемом сечении вала,

W_{ρ нетто} – полярный момент инерции сопротивления сечения вала.

 мм³,  мм³.

 Н/мм²,

 Н/мм².

Определим коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

,

.

где     К_d,F,y – табличные значения для характерного сечения вала.

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала:

; .

где     σ_-1 и τ_-1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения.

 Н/мм²,

 Н/мм².

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

          ,                  

           

Вычислим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

Вал спроектирован с достаточной прочностью и должен безотказно прослужить свой рабочий ресурс.

Подшипник пригоден при условии:

где     С_rp – расчетная динамическая грузоподъемность,

C_r – базовая динамическая грузоподъемность.

(C_r = 95 кН)

где     R_E – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

ω – угловая скорость вала, с^-1;

m =3,33 для роликовых подшипников;

L_h – расчетный срок службы привода.

Определим эквивалентную динамическую нагрузку от сил R_r = 5169 Н и  R_а = 1535,5 Н

Так как   () то:

где     X = 0,41; Y = 0,87; V =1; К_Б = 1,2; К_Т = 1

 Н

 Н.

 кН.

Расчет показал, что подшипник выбран с многократным запасом.

7. Проверочный расчет шпонок

Произведем выбор сечения шпонок по диаметру вала, и проверим их на смятие по условию прочности:

где     T – момент на валу, Н·м;

d – диаметр вала, мм;

l_p – рабочая длина шпонки, мм;

h – высота шпонки, мм,

[σ]_см = 80 – 150 МПа.

Выбираем шпонки  и  ГОСТ 23360-78, и выполним их проверку.

 МПа,

 МПа,

Проверим остальные шпонки:

 МПа,

 МПа,

 МПа,