Проектирование привода ленточного питателя (стр. 4 из 5)
Определим суммарные изгибающие моменты в характерных сечениях
Сечение А – А: МИ = 0
Сечение С – С:
Н·мСечение В – В: МИ = 0
Сечение Д – Д: МИ = 0
8.4. Намечаем радиальные шариковые подшипники 204: d = 20 мм, D = 47 мм, B = 14 мм, C = 12,7 кН, С0 = 6,2 кН.
Эквивалентная нагрузка:
РЭ = (Х · V · Pr1 + Y · Pa) · Ks · KТ (8.4)
где Pr1 = 775 H– радиальная нагрузка,
Pa – осевая нагрузка, Pa = Fa = 407,3 Н;
V = 1, вращается внутренне кольцо подшипника;
Ks = 1 – коэффициент безопасности для приводов ленточного конвейера, по таб. 9.19 [1, стр.214];
KТ = 1 – температурный коэффициент по таб. 9.20 [1, стр.214], так как рабочая температура не выше 100 0С
Отношение Fa/ C0 = 407,3 / 6200 = 0,066 по таб. 9.18 [1, стр. 212] определяем е ≈ 0,26. Отношение Pa/ Pr1 = 407,3 / 785 = 0,52 > е;
Значит, по таб. 9.18 [1, стр. 212]: Х = 1; Y = 0
РЭ = 1 · 1 · 775 · 1 · 1 = 785 Н
Расчетная долговечность:
(8.5) 
(8.6) 
Срок службы привода LГ = 6 лет, тогда:
Lh = LГ · 365 · 12 (8.7)
Lh = 6 · 365 · 12 = 26280 ч = 26 · 103 ч
Расчетная долговечность намного больше, следовательно, подшипник 204 подходит.
Окончательно принимаем подшипник легкой серии 204 d = 20 мм ГОСТ 8338 – 75
8.5. Ведомый вал несет такие же нагрузки, как и ведущий: Ft = 1396,5 Н, Fа = 407,3 Н, Fr = 529,5 Н; l1= l2 = 48 мм.
Реакции опор:
в плоскости xz
Rx1 = Rx2 = Ft/ 2 = 1396,5 / 2 = 698,25 H
в плоскости yz
Ry1 + Ry2 - Fr = 406,5 + 123 - 529,5 = 0
8.6. Суммарные реакции
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1.
8.7. Определим изгибающие и крутящий моменты и построим эпюры
Для построения эпюр определим изгибающие моменты в характерных точках (сечениях) А, В, С и Д.
а. Вертикальная плоскость
МА = 0
МСЛ = Ry1 · a2
МСЛ = 406,5 · 48 · 10-3 = 19,5 Н·м
МСП = Ry2 · a2
МСП = 123 · 48 · 10-3 = 6 Н·м
МВ = 0
МД = 0
б. Горизонтальная плоскость
МА = 0
МСЛ = Rх1 · a2
МДЛ = 698,25 · 48 · 10-3 = 33,5 Н·м
МДП = Rх2 · a2
МДП = 698,25 · 48 · 10-3 = 33,5 Н·м
МВ = 0
МД = 0
Крутящий момент:
Т = Т2 = 116,4 Н·м
8.8. Суммарный изгибающий момент:
(8.3)Определим суммарные изгибающие моменты в характерных сечениях
Сечение А – А: МИ = 0
Сечение С – С:
Н·мСечение В – В: МИ = 0
Сечение Д – Д: МИ = 0
8.9. Намечаем радиальные шариковые подшипники 207: d = 35 мм, D = 72 мм, B = 17 мм, C = 25,5 кН, С0 = 13,7 кН.
Эквивалентная нагрузка:
РЭ = (Х · V · Pr1 + Y · Pa) · Ks · KТ (8.4)
где Pr1 = 808 H – радиальная нагрузка,
Pa – осевая нагрузка, Pa = Fa = 407,3 Н;
V = 1, вращается внутренне кольцо подшипника;
Ks = 1 – коэффициент безопасности для приводов ленточного конвейера, по таб. 9.19 [1, стр.214];
KТ = 1 – температурный коэффициент по таб. 9.20 [1, стр.214], так как рабочая температура не выше 100 0С
Отношение Fa/ C0 = 407,3 / 13700 = 0,0297 по таб. 9.18 [1, стр. 212] определяем е ≈ 0,22. Отношение Pa/ Pr1 = 407,3 / 808 = 0,5 > е;
Значит, по таб. 9.18 [1, стр. 212]: Х = 1; Y = 0
РЭ = 1 · 1 · 785 · 1 · 1 = 808 Н
Расчетная долговечность:
(8.5) 
(8.6) 
Срок службы привода LГ = 6 лет, тогда:
Lh = LГ · 365 · 12 (8.7)
Lh = 6 · 365 · 12 = 26280 ч = 26 · 103 ч
Расчетная долговечность намного больше, следовательно, подшипник 207 подходит.
Окончательно принимаем подшипник легкой серии 207 d = 35 мм ГОСТ 8338 - 75
| Условное обозначение подшипника | d | D | B | r | Грузоподъемность, кН | |
| Размеры, мм | С | С0 | ||||
| 204 | 20 | 47 | 14 | 1,5 | 12,7 | 6,2 |
| 207 | 35 | 72 | 17 | 2 | 25,5 | 13,7 |
9. Расчет шпоночных соединений
9.1. Подбор шпонок для быстроходного вала
Для консольной части вала по таб. 8.9 [1, стр. 169] подбираем по диаметру вала dВ1 = 16 мм призматическую шпонку b´h = 5 ´ 5 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала lМ1 = 18 мм на 3…10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок.
Принимаем l = 14 мм – длина шпонки со скругленными торцами. t1 = 3; момент на ведущем валу Т1 = 24 * 103мм;
Допускаемые напряжения смятия определим в предположении посадки шкива ременной передачи изготовленного из чугуна, для которого [sсм] = 60…90 МПа. Вычисляем расчетное напряжение смятия:
(9.2) 
Окончательно принимаем шпонку 5 ´ 5 ´ 14
Обозначение: Шпонка 5 ´ 5 ´ 14 ГОСТ 23360 - 78
9.2. Подбор шпонок для консольной части тихоходного вала
Для консольной части вала по таб. 8.9 [1, стр. 169] подбираем по диаметру вала dВ1 = 28 мм призматическую шпонку b´h = 8 ´ 7 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала lМ2 = 26 мм на 3…10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок.
Принимаем l = 20 мм – длина шпонки со скругленными торцами; t1 = 4; момент на ведомом валу Т1 = 116,4 * 103мм;
Допускаемые напряжения смятия определим в предположении посадки полумуфты изготовленной из стали, для которой [sсм] = 100…150 МПа. Вычисляем расчетное напряжение смятия:
Окончательно принимаем шпонку 8 ´ 7 ´ 20
Обозначение: Шпонка 8 ´ 7 ´ 20 ГОСТ 23360 – 78
10. Уточненный расчет валов.
Быстроходный вал
10.1. Так как быстроходный вал изготовляют вместе с шестерней, то его материал известен – сталь 45, термообработка – улучшение.
По таб. 3.3 [1, стр. 34] при диаметре заготовки до 90 мм ( в нашем случае dа1 = 37 мм) среднее значение sв = 780 МПа
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1» 0,43 · sв (10.1)
s-1 = 0,43 · 780 = 335 МПа
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1» 0,58 · s-1 (10.2)
t-1 = 0,58 · 335 = 193 МПа
10.2. Сечение А – А.
Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
(10.3)где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла
(10.4)При d = 16 мм, b = 5 мм, t1 = 3 мм по таб. 8.9 [1, стр. 169]
Принимаем: kt = 1,68 по таб. 8.5 [1, стр. 165], et = 0,83 по таб. 8.8 [1, стр. 166], yt = 0,1 см [1, стр. 164 и 166].
10.3. Сечение А – А.
Диаметр вала в этом сечении 20 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом: ks/es= 3,0, kt/et = 2,2 по таб. 8.7 [1, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,2; yt = 0,1 см.
Изгибающий момент МИ = 172,1 Н·м. Крутящий момент Т1 = 75,3 Н·м.
Осевой момент сопротивления:
(10.6) 
мм3Амплитуда нормальных напряжений:
(10.7) 
Полярный момент сопротивления:
WP = 2 · W = 2 · 4,2 · 103 = 8,4 · 103 мм3