Привод цепного конвейера (тяговое усилие цепи – 8,5 кН; скорость движения цепи – 0,25 м/с)

Эффективные коэффициенты концентраций напряжений для сечения со шпоночной канавкой для Стали 40Х с пределом прочности не менее 750 Мпа по таблице 14.2 [2] :    К_s = 2 , К_t = 1.6, если есть галтель r = 2мм;

Масштабные факторы при d = 70 мм: e_t=0,72 ; e_s=1;

Для среднеуглеродистых сталей коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости по таблице 14.4 [2]:    y_s=0.1 ;y_t=0,05 ;

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определяем по формуле 14.9 [2]:      S_s = s_-1/ (К_s* s_а/e_s+ y_s* s_m), где  s_m – амплитуда постоянных составляющих циклов напряжений, s_m=0;

Тогда     S_s = 475/ (2* 73,69/1+ 0,1*0) = 3,22 ;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определяем по формуле 14.10 [2]:      S_t = t_-1/ (К_t* t_а/e_t+ y_t* t_m),

  Тогда     S_t = 275/ (1,6* 12,4855/0.72+ 0,05*12,855) = 9,68 ;

Запас сопротивления усталости : 

Согласно странице 294 [2] требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности [S] = 1,3… 1,5. Условие выполняется.

Больше напряжено сечение под подшипником.

·  Проверяем статическую прочность для сечения под подшипником                                                       (5.28)

где [s] = 0,8 * s_T ,                                                                                      (5.29)

s_T  = 360 МПа – предел текучести;

[s] = 0,8 * 700 =560 МПа ;

Для сечения под колесом:

s_и =2*М / 0,1 / d³ = 2*3393,97 *10³ / 0,1  /73³ = 174,489 МПа;            (5.30)

t = 2*T / 0,2 / d³ = 2*1942,83 *10³ / 0,2  / 73³ = 49,94 Мпа;                 (5.31)

  Условие выполняется.

6   ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ

Подшипники служат опорами для валов. Они воспринимают радиальные осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняет заданное положение оси вращения вала. Во избежание снижение КПД механизма потери в подшипниках должны быть минимальными. От качества подшипников в значительной степени зависят работоспособность и долговечность работ.

На долговечность подшипников также влияет их смазка, количество которой невелико. Подшипниковые узлы необходимо тщательно защищать от попадания пыли и грязи.

Тип подшипника выбираем в зависимости от нагрузки, её направления и характера действия на опору. При этом учитываем требуемую жёсткость опоры, недопустимость перекоса от несоосности посадочных мест или прогибов валов, способ фиксации связанных с опорами деталями, обеспечение удобства монтажа и, если требуется, регулировка. Для опор валов цилиндрических  косозубых колёс редуктора применим шариковые радиально-упорные подшипники лёгкой серии, так как на опоры действуют одновременно радиальные и осевые нагрузки.

6.1   Проверочный расчёт подшипников тихоходного вала редуктора

Современный расчёт подшипников качения базируют только на двух критериях : - расчёт на статическую грузоподъёмность ;

- расчёт на ресурс по усталостному выкрашиванию;

Назначаем шариковый радиально-упорный подшипник, который имеет следующее обозначение: 213 ГОСТ831-75

Размеры: d = 65 мм , D = 120 мм, В = 23 мм, С = 44,9 кН, С₀ = 34,7 кН;

·    Определяем эквивалентную нагрузку по формуле 16.23 [6] :

P_r = (X * V * F_r + Y* F_a) * K_s * K_T,                                                (6.1)

где F_r = 10825,9 Н – радиальная нагрузка; F_a = 1468,07 Н – осевая нагрузка;

Y ,X – коэффициенты осевой и радиальной  нагрузок, принимаем по таблице 16.4 [6]:   X = 0,45; Y = 1,15;

V – коэффициент  вращения. При вращении внутреннего кольца V = 1;

K_s - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки. По таблице 16.3 [6] принимаем K_s = 1,3;

K_T = 1 – температурный коэффициент;

Тогда   P_r = (0,45 * 1 * 10825,9 + 1,15* 1468,07) * 1,3 * 1 = 8527,92 Н;

·     Определяем ресурс подшипника:

L = (C / P)^p = (61,8 * 10³ / 8527,92)³ = 380,57 млн.оборотов;       (6.2)

где  p = 3  - шариковых подшипников. 

·      Определяем ресурс подшипника в часах:

L_h = 10⁶ * L / 60 / n = 10⁶ *380,57/60 /23,58=0,27*10⁶ часов,        (6.3) где n = 23,58 мин^-1 – частота вращения тихоходного вала редуктора;

·    Определяем эквивалентную долговечность  подшипника :

L_hE = K_HE * L_hå ,                                                                              (6.4)

где   K_HE – коэффициент режима нагрузки, определяем по таблице 8.10  [6]:

K_HE  = 0,25;

Тогда L_hE = 0,25 * 0,27 * 10⁶ = 0,07 * 10⁵ часов;

·    Определяем подшипник по статической грузоподъёмности :

По формуле 16.29 [6] эквивалентная статическая нагрузка с учётом двухкратной перегрузки определяется :

P₀ = 2 * (X₀ * F_r +Y₀ * F_a) < C₀ ,                                       (6.5)

где   X₀ ,Y₀  - коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок.      

По странице 295 [6] для шариковых радиально – упорных подшипников X₀  = 0,6; Y₀ = 0,5 ;

Тогда               P₀ = 2 * (0,6 *10825,9  +0,5 * 1468,07) = 14659,15 Н < C₀ =     =54,8 кН.

Условие соблюдается.

8    ВЫБОР И  РАСЧЁТ  МУФТ

Упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП) – одна из самых распространённых и имеет много разновидностей. Наиболее широкое её  применение имеет в приводах для присоединения электродвигателей. Простота изготавления, монтажа и замены изнашивающихся резиновых