Проектирование привода цепного конвейера (стр. 5 из 5)
Расчет вала в сечении I - I на сопротивление усталости.
σа = σu = МLFм / 0,1d43 = 482,8 · 103 / 0,1 · 503 = 38,6 МПа
τа = τк /2 = Мвых / 2 · 0,2d43 = 373 · 103 / 0,4 · 503 = 7,5 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 = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 38,6 = 2,5; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 7,5 = 12,1
S = SσSτ /
= 2,5 · 12,1 / 
= 2,6 > [S] = 2,5Прочность вала обеспечена.
Выбор типа подшипника.
Осевые нагрузки отсутствуют, поэтому берем радиальные шарикоподшипники №210, С = 35,1 кН, С0 = 19,8 кН, d×D×B = 50×90×20
Расчет подшипника.
Расчет ведем по ГОСТ 18855-82.
Эквивалентная нагрузка:
Рэ = (XVPr1 + YPa1)KбKT,
в которой радиальная нагрузка Pr1 = 8020 H; осевая нагрузка Pa1 = 0 H;
V = 1 - вращается внутреннее кольцо; коэффициент безопасности: Kб = 1,3; КТ = 1 [3].
Рэ = 1,3·8020 = 10426 H < C = 35100 Н
Расчетная долговечность, млн. об:
L= (C/Pэ)3 = (35100/10426)3 = 156 млн. об.
Расчетная долговечность, ч:
Lh = L·106/60n = 156·106/60·99,9 = 26038 ч,
что больше установленных ГОСТ 16162-85. Подшипник выбран верно.
13. Смазка
Смазка зубчатых зацеплений осуществляется окунанием одного из зубчатых колес в масло на полную высоту зуба.
Вязкость масла по [4]:
V1 = 2,97 м/с – V40° = 27 мм2/с
V2 = 1,3 м/с – V40° = 34 мм2/с
V40°ср = 31 мм2/с
По [4] принимаем масло индустриальное И-Г-А-32, у которого
V40°C = 29-35 мм2/с. Подшипники смазываются тем же маслом, что и зацепления за счет разбрызгивания масла и образования масляного тумана.
14. Проверка прочности шпоночных соединений
Напряжение смятия:
σсм = 2М / d(l – b)(h – t1) < [σ]см = 120 МПа
Быстроходный вал Ø30 мм, шпонка 7 × 7 × 28, t1 = 4 мм.
σсм = 2 · 55,7 · 103 / 30 · (28 – 7)(7 – 4) = 59 МПа < [σ]см
Промежуточный вал Ø40 мм, шпонка 12 × 8 × 45, t1 = 5 мм.
σсм = 2 · 130,4 · 103 / 40 · (45 – 12)(8 – 5) = 115 МПа < [σ]см
Тихоходный вал Ø42 мм, шпонка 12 × 8 × 63, t1 = 5 мм.
σсм = 2 · 373 · 103 / 42 · (63 – 12)(8 – 5) = 116 МПа < [σ]см
Тихоходный вал Ø60 мм, шпонка 18 × 11 × 63, t1 = 7 мм.
σсм = 2 · 373 · 103 / 60 · (63 – 18)(11 – 7) = 69 МПа < [σ]см
Приводной вал Ø42 мм, шпонка 12 × 8 × 63, t1 = 5 мм.
σсм = 2 · 373 · 103 / 42 · (63 – 12)(8 – 5) = 116 МПа < [σ]см
Приводной вал Ø60 мм, шпонка 16 × 10 × 45, t1 = 6 мм.
σсм = 2 · 373 · 103 / 60 · (45 – 16)(10 – 6) = 117 МПа < [σ]см
15. Выбор муфт
Муфта, соединяющая ведущий вал с валом электродвигателя [4].
Диаметр конца вала: Ø30 мм.
По ГОСТ 21424-93 принята муфта:
Муфта 125-30-1-У3 ГОСТ 21424-93.
[М] = 125 Н · м, D × L = 120 × 125.
В нашем случае: Т1 = 55,7 Н · м
Запас у муфты большой, поэтому проверять втулки резиновые на смятие и пальцы на изгиб нет надобности.
Муфта, соединяющая тихоходный вал с приводным валом.
Предусмотрим в этой муфте предохранительное устройство для предотвращения поломки привода при заклинивании исполнительного элемента.
При проектировании компенсирующе - предохранительной муфты, за основу возьмем упругую втулочно-пальцевую муфту:
Муфта 500-42-1-У3 ГОСТ 21424-93.
[М] = 500 Н · м, D × L = 170 × 226.
В нашем случае: Т3 = 373 Н · м
Наличие упругих втулок позволяет скомпенсировать неточность расположения в пространстве ведомого вала и приводного вала. Доработаем данную муфту, заменив ее крепление на приводном валу со шпонки на штифт. Штифт рассчитаем таким образом, чтобы при превышении максимально допустимого передаваемого момента его срезало. Таким образом, штифт будет служить для ограничения передаваемого момента и предохранения частей механизма от поломок при перегрузках, превышающих расчетные. [2]
Наибольший номинальный вращающий момент, передаваемый муфтой:
Мном = 373 Н · м
Расчетный вращающий момент М срабатывания муфты:
М = 1,25Мном = 1,25 · 373 = 466,3 Н · м
Радиус расположения поверхности среза:
R = 21 мм
Материал предохранительного штифта:
Сталь 30 ГОСТ 1050-88, σв = 490 МПа
Коэффициент пропорциональности между пределами прочности на срез и на разрыв: К = 0,68
Расчетный предел прочности на срез штифта:
τср = К · σв = 0,68 · 490 = 333,2 МПа
Диаметр предохранительного штифта:
d =
= 
= 0,0092 м, d = 9,2 ммПредельный вращающий момент (проверочный расчет):
М = πd2r τср /4 = 3,14 · 0,00922 · 0,021 · 333,2 · 106 / 4 = 465 Н · м
16. Сборка редуктора
Детали перед сборкой промыть и очистить.
Сначала собираем валы редуктора. Ставим колеса, устанавливаем подшипники, закладываем шпонки.
Далее устанавливаем валы в корпус редуктора.
Закрываем редуктор крышкой и стягиваем стяжными болтами. Устанавливаем крышки подшипников.
После этого редуктор заполняется маслом. Обкатываем 4 часа, потом промываем.
Список использованной литературы
1. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин, Москва, «Высшая школа», 1984 г.
2. С.А. Чернавский и др. – Курсовое проектирование деталей машин, Москва, «Машиностроение», 1988 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.