6.2.4. Проверка прочности вала в сечении С.

Суммарный изгибающий момент в сечении С:

Моменты сопротивления сечения вала при наличии шпоночного паза (по таблице 4[3]):

Напряжения изгиба:

Напряжения кручения:

Пределы выносливости материала (таблица 3[3]):

s_-1= 250 МПа; t_-1 = 150 МПа.

Коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений для стали 45:

y_s = 0.1; y_t = 0.05

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для сечения со шпоночной канавкой с пределом прочности s_В= 560 МПа (по таблице 4[3]):

K_s = 1.75; K_t = 1.5

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения при d = 48 мм (по таблице 6[3]):

e_s = 0.82; e_t = 0.71

Коэффициент влияния шероховатости поверхности (по таблице 7[3]):

K_F = 1.05

Коэффициент влияния поверхности упрочнения (по таблице 8[3]):

K_V = 1

Коэффициент перехода от пределов выносливости образцов к пределу выносливости деталей.

по нормальным напряжениям:

по касательным напряжениям:

Коэффициент запаса только по нормальным напряжениям изгиба:

Коэффициент запаса только по касательным напряжениям кручения:

Коэффициент запаса сопротивлению усталости:

ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ.

7.1. Подшипники для входного вала.

Для червяка примем подшипники роликовые конические 7205 легкой серии. Из таблицы 19.24 [4] выписываем: d = 25 мм, D = 52 мм, Т = 16.25 мм, e = 0.36, С = 24000 Н.

Из условия равновесия вала:

от сил, действующих в вертикальной плоскости, F_r

от сил, действующих в горизонтальной плоскости, F_t

Полные радиальные реакции опор

Выбираем Х = 0.4 и Y = 0.92 (по рекомендациям [4])

Рассчитаем приведенную нагрузку первого подшипника

P₁ = (V×X×F_r₁ + Y×F_a₁)×K_б×K_т , где

K_б = 1.3 – коэффициент безопасности (по таблице 6.3 [4]);

K_Т = 1.0 – температурный коэффициент (по таблице 6.4 [4]);

Х – коэффициент радиальной нагрузки;

V – коэффициент вращения относительного вектора нагрузки внутреннего кольца подшипника.

P₁ = (0.4×1×898 + 0.92×28844.61)×1.3×1.0 = 3860 (H)

Ресурс подшипника:

m =3.33 – показатель кривой выносливости.

L_h_тр = 9460.8 ч – требуемая долговечность.

L_h₁> L_h_тр , подшипники удовлетворяют поставленным требованиям.

7.2. Подшипники для выходного вала.

Для вала червячного колеса примем подшипники роликовые конические 7208 легкой серии. Из таблицы 19.24 [4] выписываем: d = 40 мм, D = 80 мм, Т = 19.25 мм, e = 0.38, С = 46500 Н.

Из условия равновесия вала:

от сил, действующих в вертикальной плоскости, F_r

от сил, действующих в горизонтальной плоскости, F_t

Полные радиальные реакции опор

Выбираем Х = 0.4 и Y = 0.86 (по рекомендациям [4])

Рассчитаем приведенную нагрузку первого подшипника

P₁ = (V×X×F_r₁ + Y×F_a₁)×K_б×K_т , где

K_б = 1.3 – коэффициент безопасности (по таблице 6.3 [4]);

K_Т = 1.0 – температурный коэффициент (по таблице 6.4 [4]);

Х – коэффициент радиальной нагрузки;

V – коэффициент вращения относительного вектора нагрузки внутреннего кольца подшипника.

P₁ = (0.4×1×2324.12 + 0.86×65.191)×1.3×1.0 = 1281.426 (H)

Ресурс подшипника:

m =3.33 – показатель кривой выносливости.

L_h_тр = 9460.8 ч – требуемая долговечность.

L_h₁> L_h_тр , подшипники удовлетворяют поставленным требованиям.

8. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ И ПОСАДКИ ВЕНЦА ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА.

8.1. Рассчитаем шпоночное соединение для входного вала с муфтой. Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]:

- сечение b´h = 6 ´ 6 мм;

- фаска 0.3 мм;

- глубина паза вала t₁ = 3.5 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 2.8 мм;

- длина l = 32 мм.

Шпонка призматическая со скругленными торцами. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:

При чугунной ступице [s]_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 17.64 Н×м.

s_см < [s]_см, следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20

8.2. Рассчитаем шпоночные соединения для выходного вала.

8.2.1. Соединение вал-колесо.

Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]:

- сечение b´h = 14 ´ 9 мм;

- фаска 0.5 мм;

- глубина паза вала t₁ = 5.5 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 3.8 мм;

- длина l = 48 мм.

При чугунном центре колеса [s]_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 284.461 Н×м.

s_см < [s]_см, следовательно, допустимо центр червячного колеса изготовить из серого чугуна СЧ20

8.2.2. Соединение вала с муфтой.

Шпонку выбираем призматическую по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки выбираем по таблице 19.11 из [4]:

- сечение b´h = 10 ´ 8 мм;

- фаска 0.4 мм;

- глубина паза вала t₁ = 5 мм;

- глубина паза ступицы t₂ = 3.3 мм;

- длина l = 50 мм.

При чугунной ступице [s]_см = 70…100 МПа.

Передаваемый момент Т = 284.461 Н×м.

s_см < [s]_см, следовательно, допустимо установить муфту из чугуна СЧ20

8.3. Выбор посадки для венца червячного колеса.

Мощность, передаваемая червячным колесом Р₂ = 0.512 кВт;

Частота вращения n₂ = 17.189 об/мин;

Вращающий момент, передаваемый червячным колесом Т = 284.461 Н×м.

Венец выполнен из бронзы БрА9ЖЗЛ отливка в кокиль (s_Т = 245 МПа), чугунный центр - из серого чугуна СЧ20 (s_пч.р = 118 МПа; n = 0.25) Колесо изображено на рис.4.1.

Привод ленточного конвейера. Червячный редуктор. (стр. 7 из 8)

Полные радиальные реакции опор

Полные радиальные реакции опор