Расчет и проектирование привода ленточного конвейера (двигатель 4А132М8У3), страница 5

nτ= τ -1/((кτ/ кdτ+1/ кfτ-1)* τ а/кv+ψτ* τm;

σ-1,τ -1- пределы выносливости;

кdσ, кdτ- коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

кfσ, кfτ- коэффициенты учитывающие влияние шероховатости;

кv-  коэффициент поверхностного упрочнения;

ψσ, ψτ- коэффициенты чувствительности к ассиметрии цикла;

σа= σ, σm=0, τа=τm= τ/2, кσ/ кdσ=2/0,7=2,8   ; кτ/ кdτ=1,7/0,7=2,4   ;

кfσ=0,9  ; кfτ=0,85  ;

кv= 1  ; ψτ=0,05  ; ψσ=0,1;

nσ= 410/((2,8+1/0,9-1)*13,67/1+0,1*0)=2,33  ;

nτ= 230/((1,7+1/0,85-1)*13,67/1+0,05*14,23/2)=5,12 ;

nу=2,33*5,12/√( 2,33²+ 5,12²)=2,12≥[1,5..2,5].

3)Расчёт на жёсткость.

4.1.4 Выбор и расчет подшипников.

Исходные данные: n=38.9 об/мин  ; dп=70 мм;

Fr1max= √( R1x ²+ R1y²)+ R1к= √( 5436.7 ²+ 854.3²)+13893=19396.4 Н;

Fr2max=√( R2x ²+ R2y²)+ R2к= √( 6599,8 ²+ 5235,2²)+8846=17270 Н;

Famax=2122.37 H.

Требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90%: L=3810.6ч. Режим нагружения-3. Возможны кратковременные перегрузки до 150% номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипников-обычные. Ожидаемая температура работы-t=45ºС.

Выбираем роликовые конические роликовые подшипники лёгкой серии 7214А,

d=70 мм, D=125 мм, Сr=119 кН, С0r=89 кН, е=0,43.

Схема установки подшипников-враспор.

Для типового режима нагружения 3 коэффициент эквивалентности Ке=0,56.

Эквивалентные нагрузки:

Fr1= Ке* Fr1max=0.56*19396.4=10862 Н;

Fr2= Ке* Fr2max=0.56*17270=6082,7 Н;

FА= Ке* FАmax=0.56*2122.37=1188.5 Н;

Минимально необходимые для работы радиально-упорных подшипников осевые силы

Fa1min=0.83*e* Fr1=0.83*0.43*10862=3876.6 Н;

Fa2min=0.83*e* Fr2=0.83*0.43*6082,7=2170,9 Н;

Fa1min >Fa2min и FА≥0 è Fa1= Fa1min=3876.6 Н, Fa2= Fa1+ FА=3876,6+1188,5=5065,1 Н.

Fa1/(V*Fr1)=3876.6/(1*10862)=0.36<e=0.43 тогда для опоры 1:X=1, Y=0.

Fa2/(V*Fr2)=5065.1/(1*6082.7)=0.83>e=0.43 тогда для опоры 2:X=0.4, Y=1.5.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипнков при Кб=1,4 и Кт=1 в опорах 1 и 2.

Pr1= Fr1* Кб* Кт=10862*1,4*1=15206,8 Н;

Pr2=(V*X*Fr2+Y*Fa2)*Кб* Кт=(1*0.4*6082.7+1.5*5065.1)*1.4*1=14043 Н.

Скорректированный ресурс для более нагруженной опоры 1:

а1=1, а23=0,6 , k=10/3=3.33

Lр= а1*а23*( Сr/ Pr)^k*10^6/(60*n)=1*0.6*(119000/15206.8)^3.33*10^6/(60*38.9)=94408.5 ч.

Подшипник пригоден, т.к. расчетный ресурс больше требуемого.

4.2 Промежуточный вал.

4.2.1. Предварительный расчёт размеров.

dк≥(6..7)*³√(Tпр)= 6,5*³√(419,5)=49 мм;

Округляем до стандартного значения:dк=50 мм;

dп≥ dк-3*r=50-3*3=41 мм;

Округляем до стандартного значения:dп=45 мм;

dбп≥dп+3*r=45+3*3=54 мм;

Округляем до стандартного значения:dбп=54 мм;

Диаметр промежуточного участка между колесом и шестерней:

dбк= dк+3*f=50+3*1,6=54,8 мм.

Округляем до стандартного значения:dбк=56 мм.

Ширина кольца подшипника:B=21 мм.

4.2.2. Эскизная компановка.

Построение эпюр и определение опорных реакций.

Исходные данные: Ftк=3515,5 Н; Frк=1279,5 Н; Faк=1074,8 Н ;Ftш=12036,5 Н; Frш=4380,9 Н; Faш=2122,4 Н.

Длина участков (см. эпюры):

а=39,5-B/2+(D+d)*e/6=21/2+(85+45)*0.4/6=39,5-19.2=20,3 мм;

в=46,5 мм;

с=30,8 мм.

Рассчитаем опорные реакции.

а) Радиальные реакции в горизонтальной плоскости:

ΣМx(F¡)=0; Ftк*а- Ftш*(а+b)+ R2x*(a+b+c)=0;

R2x= (-Ftк*а+Ftш*(а+b))/ (а+b+c)=(-3515,5*20,3+12036,5*66,8)/(97,6)=7506,9 H.

R1x= -Ftк+ Ftш -R2x=-3515,5+12036,5-7506,9=1014,1 H.

в) Радиальные реакции в вертикальной плоскости:

ΣМу(F¡)=0; -Frк*а- Faк*dк/2+ Frш*(a+b)- Faш*dш/2- R2y*(а+b+c)=0;

R2y= (-Frк*а-Faк*dк/2+ Frш*(a+b)- Faш*dш/2)/( а+b+c)=-1279,5*20,3-      1074,8*192,4/2+4380,9*66,8-2122,4*79,2/2 =5235.2 H.

R1y=- Frк+ Frш -R2y=-1279,5+4380,9-811,8=2289,6 H.

В опасном сечении:

М=√(М²x+М²y)=√(231.2²+109²) =255.6 Н*м.

4.2.3. Проверочные расчёты.

1)На статическую прочность при пиковой нагрузке:

σ=М/Wx;

Wx=π*d³/32=3,14*79,2³/32=48748 мм³;

σ=255,6*10³/48748=5,2 МПа;

τ=T/Wк;