Расчет и проектирование привода ленточного конвейера (двигатель 4А132М8У3), страница 4

Параметры передач	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Степень точности	9	9
Модуль, мм	2	6
Число зубьев колес	22, 92	13, 39
Угол наклона зубьев, град	17	10
Диаметры делительных окружностей,мм	46.01, 192.41	79.2, 237.61
Диаметры окружностей впадин, мм	41.01, 187.41	64.2, 222.61
Диаметры окружностей вершин, мм	50.1, 196.41	91.2, 249.61
Межосевое расстояние, мм	119.21	158.41
Ширина венца колёс	28.84, 23.84	36.68, 31.68
Наибольший габаритный размер	242.4	328.8
Расчётное окружное усилие, Н	3515.46	12036.54
Расчётная радиальная сила, Н	1279.52	4380.94
Расчётная осевая сила, Н	1074.78	2122.37

4.Конструирование и расчёт валов. Выбор подшипников.

4.1 Тихоходный вал.

4.1.1 Предварительный расчёт диаметров и основных линейных размеров.

Диаметр концевого участка вала:

d≥(5..6)³√(Tт)=5*³√(1430)=56,3 мм.

Округляем до стандартного значения:d=60 мм.

Диаметр под установку подшипника:

dп≥d+2*tцил;

tцил-высота заплечика, определяем из таблицы: tцил=4,6 ;

dп≥=60+2*4,6=69,2 мм;

Округляем до стандартного значения:dп=70 мм;

Диаметр под установку зубчатого колеса:

dбп≥dп+3*r;

dк≥dбп;

r-фаска подшипника, определяем из таблицы: r=3,5 мм;

dбп≥70+3*3,5=80,5 мм;

Округляем до стандартного значения:dбп=80 мм;

dк≥dбп=80 мм;

Округляем до стандартного значения:dк=80 мм;

Длина посадочного конца вала выбираем стандартный:

lмт=140 мм;

Длина промежуточного конца вала:

lкт=1.2* dп=1,2*70=84 мм;

Ширина кольца подшипника: В=24 мм.

4.1.2 Эскизная компановка.

Построение эпюр и определение опорных реакций.

Исходные данные: Ft=12036,54 Н; Fr=4380,94 Н; Fa=2122,37 Н;

Радиальная сила со стороны муфты:

Fм=0.6*T/D0=0.6*1430/0.17=5047 Н;

Длина участков (см. эпюры):

а=lмт/2+ lкт-В+(B/2+(D+d)*e/6)=140/2+84-24+(24/2+(125+70)*0,43/6)=156 мм;

в=48,8 мм;

с=66,2-(24/2+(125+70)*0,43/6)=40,2 мм.

Рассчитаем опорные реакции.

а) Радиальные реакции в горизонтальной плоскости:

ΣМx(F¡)=0; R1x*(b+c)-Ft*c=0;

R1x= Ft*c/(b+c)=12036.5*40.2/(48.8+40.2)=5436.7 H.

R2x= Ft- R1x=12036.5-5436.7=6599.8 H.

в) Радиальные реакции в вертикальной плоскости:

ΣМу(F¡)=0; -Fr*b- Fa*d/2+ R2y*(b+c)=0;

R2y= (Fr*b+Fa*d/2)/ (b+c)=(4380.9*48.8+2122.4*237.6/2)/(48.8+40.2)=5235.2 H.

R1y=-Fr+ R2y=-4380.9+5235.2=854.3 H.

б) Радиальные реакция от консольной силы, создаваемой упругой муфтой

R1к= Fм*(a+b+c)/(b+c)=5047*245/89=13893 Н;

R2к= R1к +Fм=13893-5047=8846 H.

В опасном сечении:

М=√(М²x+М²y)+ Мк =√(256,3²+210,4²)+ 355,6=687,2 Н*м.

4.1.3 Проверочные расчёты.

1)На статическую прочность при пиковой нагрузке:

σ=М/Wx;

Wx-момент сопротивления сечению при изгибе;

Wx=π*d³/32=3,14*80³/32=50240 мм³;

σ=687,2*10³/50240=13,67 МПа;

τ=T/Wк;

Wк - момент сопротивления сечению при кручении;

Wк= π*d³/16=3,14*80³/16=100480 мм³;

τ=1430*10³/100480=14,23 МПа;

σэкв=√(13,67²+3*14,23²)=28,18 МПа;

σmax= Кпер* σэкв;

Кпер- коэффициент перегрузки;

σmax=1,6*28,18=45,1 МПа;

Выбираем материал вала сталь 45.

σв=900МПа; σт=650МПа; σ-1=410МПа; τ-1=230МПа.

nт-коэффицент запаса прочности по пределу текучести.

nт=σт/σmax=650/45,1=14,4≥[ nт]=(1.25 ..1.8).

2)Расчет на усталостное разрушение.

Общий коэффициент запаса прочности

nу=nσ*nτ/√( nσ²+ nτ²)≥[ nу];

nσ,nτ- коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям;

nσ= σ-1/((кσ/ кdσ+1/ кfσ-1)* σа/кv+ψσ*σm;