Конструкция клети с трехвалковым калибром (стр. 2 из 3)

Рабочий вал (1) приводиться от электродвигателя через редуктор, имеющий максимальный крутящий момент 23 кН*м. Затем крутящий момент распределяется на рабочие валы (2) и (3) через конические шестерни (8).

3. Расчет приводного вала на прочность

Расчёт приводного вала на прочность произведём основываясь на материалах работы [2].

3.1 Расчет сил в коническом зубчатом зацеплении [3]

Рисунок 5. Силы в коническом зубчатом зацеплении

Исходные данные:

Наибольший крутящий момент

;

Диаметр шестерни в середине ширины зубчатого венца

;

Угол наклона зуба

;

Угол делительного конуса

.

3.1.1 Расчет окружной силы

, (1)

где:

наибольший крутящий момент, Н/м;

диаметр шестерни в середине ширины зубчатого венца.

.

3.1.2 Расчет радиальной силы на шестерне

, (2)

где:

радиальный коэффициент силы.

При угле наклона зуба равном

,

где:

угол делительного конуса, .

.

.

3.1.3 Расчет осевой силы на шестерне

, (3)

где:

осевой коэффициент силы.

При угле наклона зуба равном

.

.

3.2 Расчет результирующего напряжения

Исходные данные:

Диаметр вала:

;

Частота вращения вала:

;

Крутящий момент на валу:

;

Усилие на вал:

.

3.2.1 Расчет реакций опор в вертикальной и горизонтальной плоскости

Проецируем на ось Y:

;

; (4)

.

;

; (5)

.

Проецируем на ось X:

;

. (6)

.

;

. (7)

.

3.2.2 Расчет изгибающих моментов в плоскости X и Y

Вычислим изгибающие моменты в плоскости Y.

. (8)

.

.

. (9)

.

. (10)

.

. (11)

.

Вычислим изгибающие моменты в плоскости X.

.

. (12)

.

. (13)

3.2.3 Определение эквивалентного изгибающего момента [4]

Эквивалентный изгибающий момент горизонтальных и вертикальных сил ищем в месте наибольшего изгибающего момента и найдется из зависимости:

. (14)

3.2.4 Расчет момента сопротивления в опасном сечении

, (15)

где:

диаметр бочки вала, .

.

Тогда напряжение изгиба в опасном сечении:

. (16)

3.2.5 Расчет касательного напряжения в опасном сечении [5]

, (17)

где:

момент сопротивления сечения при кручении

. (18)

.

.

3.2.6 Проверочный расчет [4]

Поскольку у нас валы стальные, то результирующее напряжение вычисляется следующим образом:

, (19)

.

Допускаемое напряжение равно:

, [7] (20)

где:

- запас прочности, ;

.

.

.

Результирующее напряжение удовлетворяет условию прочности.

4. Расчет двухрядных сферических роликоподшипников на долговечность

Расчёт двухрядных сферических роликоподшипников произведём основываясь на материалах работы [4].

Исходные данные: [6]

Внутренний диаметр:

;

Внешний диаметр:

;

Номинальный угол контакта:

;

Диаметр ролика:

;