Разработка общей конструкции привода ленточного конвейера. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт. Определение передаточного числа редуктора

Определение коэффициента запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

 

где k_σ= 1,38 – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;

k_τ= 1,37 – эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

e_s = 0,66 – масштабный фактор для нормальных напряжений;

e_t = 0,73 – масштабный фактор для касательных напряжений.

; 

Определение коэффициента запаса прочности вала в опасном сечении:

4.1.3 Определение расчетного срока службы подшипников качения

установленных на промежуточном валу

Определение суммарных опорных реакций:

Определение внутренних осевых составляющих на опорах А и В для подшипников качения типа 46000:

Отсюда следует, что расчетная осевая нагрузка в подшипнике В равна S_B, а осевая нагрузка в подшипнике А равна:

Определение приведенной динамической нагрузки:

где: К_Б = 1,3 ¸ 1,5 – коэффициент безопасности;

К_Т = 1 – температурный коэффициент.

           

 Н

Определение долговечности подшипника:

Определение ресурса работы подшипников:

Так как расчетный ресурс работы подшипников не совпадает с заданным             t = 8700, то вместо подшипников типа 46000 применяем подшипники типа 7300.

Определение долговечности подшипника:

Определение ресурса работы подшипников:

4.2 Проектирование выходного вала

4.2.1 Определение размеров выходного вала и его опорных реакций

Определение ориентировочного диаметра вала под шестернею:

Конструктивно принимаем .

В качестве опоры промежуточного вала принимаем подшипники качения типа 46000 со следующими параметрами: С = 137000; d = 100 мм; D = 140 мм; B = 33 мм.

Исходя из этого оставшиеся размеры промежуточного вала:

Построение эпюр сил действующих на выходной вал:

Определение опорных реакций действующих на промежуточный вал.

Для оси XOZ:

Для оси XOY:

Определение моментов действующих на выходной вал:

Построение эпюр моментов действующих на выходной вал:

Опасное сечение вала находится под подшипником В с моментом

М = 1176000

4.2.2 Проверочный расчёт выходного вала

Проверка выходного вала на статическую прочность:

Определение момента сопротивления в опасном сечении:

где d – диаметр вала в опасном сечении.

Определение напряжения в опасном сечении:

Определение полярного момента сопротивления в опасном сечении:

Определение напряжения кручения в опасном сечении:

Определение площади опасного сечения:

Определение напряжения сжатия в опасном сечении:

Промежуточный вал изготовляем из стали 40 ХН для которой:

820 МПа – предел выносливости;

660 МПа – предел текучести;

360 МПа – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба;

 210 МПа – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения.

Исходя из этого, следует, что промежуточный вал по условию рассчитан, верно.

Фактором концентрации напряжений является галтельный переход:

Конструктивно принимаем радиус закругления r и высоту уступа h = 4 мм.

Определение коэффициента запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

 

где k_σ= 1,85 – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;

k_τ= 2,00 – эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

e_s = 0,62 – масштабный фактор для нормальных напряжений;

e_t = 0,7 – масштабный фактор для касательных напряжений.

; 

Определение коэффициента запаса прочности вала в опасном сечении:

4.2.3 Определение расчетного срока службы подшипников качения

установленных на промежуточном валу

Определение суммарных опорных реакций:

Определение внутренних осевых составляющих на опорах А и В для подшипников качения типа 46000:

Отсюда следует, что расчетная осевая нагрузка в подшипнике В равна S_B, а осевая нагрузка в подшипнике А равна:

Определение приведенной динамической нагрузки:

где: К_Б = 1,3 ¸ 1,5 – коэффициент безопасности;

К_Т = 1 – температурный коэффициент.

           

Н

Определение долговечности подшипника:

Определение ресурса работы подшипников:

Так как расчетный ресурс работы подшипников не совпадает с заданным, то вместо подшипников типа 46000 применяем подшипники типа 73000.

Определение долговечности подшипника:

Определение ресурса работы подшипников:

5. Выбор и расчет шлицевых соединений

5.1 Выбор шлицевых соединений

В соответствии со СТ СЭВ 188-75 по диаметру вала и крутящему моменту  в соединении колеса Z₂ промежуточного вала прямобочное шлицевое соединение легкой серии  , а для соединения колеса Z₄ и выходного вала прямобочное шлицевое соединение легкой серии  .

5.2. Проверочный расчет шлицевых соединений на смятие

, где  -наибольший допустимый крутящий момент, передаваемый соединением;

 - коэффициент, учитывающий неравномерность усилий по рабочим