Спроектировать привод цепного транспортера

Коэффициент запаса по текучести:

SТ ≥ [SТ] = 2.

SТ = SТσ· SТτ/(SТσ 2 + SТτ2)½ = 7,6· 31,4/(7,62 + 31,42)½ = 7,4> 2 — статическая прочность обеспечена.

Лист 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Схема промежуточного вала.

Рис. 3.

Лист 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Тихоходный вал.

Дано:

Ft = 10 303,5 H.

Fr = 3802,0 H.

Fα = 1719,2 H.

Усилие от муфты: FM = 125 = 125 = 5528 H.

Реакции опор (рис. 4):

в плоскости xz:

RAX = (Ftb + FMc)/(a+b) =(10 303,5· 90 + 5528· 120)/180 = 8837,1 Н;

RBX = (Fta — FM (a+b+c))/(a+b) =(10 303,5· 90 — 5528· 300)/180 = -4061,6 Н;

Проверка: RAX + RBX + FM — Ft = 8837,1 — 4061,6 + 5528 — 10 303,5 = 0.

в плоскости yz:

RAY = (Frb — Fα(d2/2))/(a+b) =(3802· 90 — 1719,2 · 189,8385)/180 = 87,8 Н;

RBY = (Fra + Fα(d2/2))/(a+b) =(3802· 90 + 1719,2 · 189,8385)/180 = 3714,2 Н;

Проверка: RAY + RBY — Fr = 87,8 + 3714,2 — 3802 = 0.

Суммарные реакции:

RA = = = 8854 H;

RB = = = 5988 H;

Опасным сечением является вторая опора.

Мy = 0.

Мx = FM c = 5528∙0,12 = 663 Н· м Мк = 1956 Н· м КП = 2,2 — коэффициент перегрузки.

Определим нормальные σ и касательные τ напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:

σ = Mmax· 103/W;

τ = Mкmax· 103/Wк, где.

Mmax = KП ((Mx2 + My2)½ + Mк) = 5762 Н· м Мкmax = KП Мк = 4303 Н· м.

Лист 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.

Схема тихоходного вала.

Рис. 4.

W = 0,1d3 = 72 900 мм³.

Wк = 0,2d3 = 145 800 мм³.

σ = 5762· 103/72 900 = 79,0 МПа;

τ = 4303· 103/145 800 = 29,5 МПа.

SТσ = σТ/ σ = 800/79,0 = 10,1 — коэффициент текучести,.

SТτ = τТ/ τ = 500/29,5 = 16,9 — коэффициент текучести.

Коэффициент запаса по текучести:

SТ ≥ [SТ] = 2.

SТ = SТσ· SТτ/(SТσ 2 + SТτ2)½ = 10,1· 16,9/(10,12 + 16,92)½ = 8,7 > 2 — статическая прочность обеспечена. Лист 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.

2.7 Подбор подшипников качения Быстроходный вал.

Берем радиальные шариковые подшипники № 210 ГОСТ 8338–75, со следующими параметрами.

Динамическая грузоподъемность:

С = 35,1 кН.

Статическая грузоподъемность:

С0 = 19,8 кН.

Диаметр отверстия внутреннего кольца:

d = 50 мм.

Диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца:

D = 90 мм.

Ширина подшипника:

B = 20 мм.

QA = RЕ Kδ KT = 2674 · 1,3 · 1 = 3476 H.

Kδ = 1,3 — коэффициент безопасности [3].

KT = 1 — температурный коэффициент [3].

Ресурс (срок службы привода):

Lh = 10 000 часов.

Ресурс подшипника:

L’h = a23(C / QA) m (106 / 60n1) = 0,8 · (35,1 / 3,476).

3 · (106 / 60 · 954,6) = 10 521 ч.

10 521 ч > 10 000 ч Подшипник подходит.

Промежуточный вал.

Берем радиальные шариковые подшипники № 313 ГОСТ 8338–75, со следующими параметрами.

Динамическая грузоподъемность:

С = 92,3 кН.

Лист 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Статическая грузоподъемность:

С0 = 56 кН.

Диаметр отверстия внутреннего кольца:

d = 65 мм.

Диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца:

D = 140 мм.

Ширина подшипника:

B = 33 мм.

QA = RD Kδ KT = 8645 · 1,3 · 1 = 11 239 H.

Kδ = 1,3 — коэффициент безопасности [3].

KT = 1 — температурный коэффициент [3].

Ресурс (срок службы привода):

Lh = 10 000 часов.

Ресурс подшипника:

L’h = a23(C / QA) m (106 / 60n2) = 0,8 · (92,3 / 11,239).

3 · (106 / 60 · 222,2) = 33 237 ч.

33 237 ч > 10 000 ч Подшипник подходит.

Тихоходный вал.

Берем радиальные шариковые подшипники № 218 ГОСТ 8338–75, со следующими параметрами.

Динамическая грузоподъемность:

С = 95,6 кН.

Статическая грузоподъемность:

С0 = 62 кН.

Диаметр отверстия внутреннего кольца:

d = 90 мм.

Диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца:

D = 160 мм.

Ширина подшипника:

B = 30 мм.

Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.

QA = RА Kδ KT = 8854 · 1,3 · 1 = 11 510 H.

Kδ = 1,3 — коэффициент безопасности [3].

KT = 1 — температурный коэффициент [3].

Ресурс (срок службы привода):

Lh = 10 000 часов.

Ресурс подшипника:

L’h = a23(C / QA) m (106 / 60n3) = 0,8 · (95,6 / 11,510).

3 · (106 / 60 · 35,3) = 54 368 ч.

54 368 ч > 10 000 ч Подшипник подходит.

2.8 Расчет шпоночных соединений Шпонки призматические по ГОСТ 23 360–78.

Материал шпонок: сталь 45, нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности:

σсм = 2 Т / d (l — b)(h — t1) ≤ [σ]см Допускаемые напряжения смятия:

— стальная ступица [σ]см = 110…190 МПа;

Быстроходный вал Ø40 мм, шпонка 12×8×63, t1 = 5 мм.

σсм = 2 · 74,6 · 103 / 40 · (63 — 12)(8 — 5) = 24 МПа < [σ]см Тихоходный вал Ø80 мм, шпонка 22×14×80, t1 = 9 мм.

σсм = 2 · 1956 · 103 / 80 · (80 — 22)(14 — 9) = 109,6 МПа < [σ]см Условия выполняются. Шпонки пригодны.

Лист 27 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.

3 Технический проект.

3.1 Проверка опасного сечения выходного вала на сопротивление усталости Материал вала — сталь 45, НВ = 240, σв = 790 МПа, σ-1 = 370 МПа,.

τ-1 = 210 МПа, [2].

Опасным сечением является вторая опора.

Мy = 0.

Мx = 663 Н· м Мсеч = Мх = 663 Н· м.

Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.

σа = σu = Мсеч / 0,1d13 = 663 · 103 / 0,1 · 903 = 9,1 МПа.

τа = τк /2 = Т4 / 2 · 0,2d13 = 1956 · 103 / 0,4 · 903 = 6,7 МПа Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];

KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].

KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ - 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 — 1) · 1 = 3,8.

KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ - 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 — 1) · 1 = 2,2.

σ-1Д = σ-1 / KσД = 370 / 3,8 = 97,4 МПа.

τ-1Д = τ -1 / KτД = 210 / 2,2 = 95,5 МПа.

Sσ = σ-1Д / σа = 97,4 / 9,1 = 10,7; Sτ = τ -1Д / τ а = 95,5 / 6,7 = 14,3.

S = Sσ Sτ / = 10,7 · 14,3 / = 8,5 > [S] = 2,5.

Прочность вала обеспечена.

Лист 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.

3.2 Расчет болтов крепления редуктора. Конструкция рамы Конфигурацию и размеры рамы определяют тип и размеры редуктора и электродвигателя.

Размеры и конструкцию рамы определяем в процессе вычерчивания чертежа общего вида привода.

Раму конструируем сварной из двух продольно расположенных швеллеров и приваренных к ним поперечно расположенных швеллеров.

Раму при сварке сильно коробит, поэтому все базовые поверхности обрабатываем после сварки, отжига и правки (рихтовки).

Диаметр болта крепления редуктора к раме:

dф = 1,25d,.

где d — диаметр болта крепления крышки и корпуса редуктора.

dф = 1,25∙12 = 15 мм.

Примем М16.

Число болтов принимаем в зависимости от межосевого расстояния тихоходной ступени: аwT < 315, z=4.

Возьмем фундаментный болт М16.

Размеры болта:

l1 = 8d = 8 · 16 = 128 мм.

l2 = 4d = 4 · 16 = 64 мм Ширина сторон колодца для размещения болта:

b = (6…8)d = (6…8)· 16 = 96…128 мм Глубина заложения болта:

Н = 20d = 20· 16 = 320 мм.

Лист 29 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.

1. С. А. Чернавский и др. — Курсовое проектирование деталей машин,.

Москва, «Машиностроение», 1988 г.

2. П. Ф. Дунаев, С. П. Леликов — Конструирование узлов и деталей машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.

3. М. Н. Иванов — Детали машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.

4. А. Е. Шейнблит — Курсовое проектирование деталей машин, Калининград, «Янтарный сказ», 2002 г.

Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата.