Автоматический литейный конвейер (стр. 3 из 6)
, (Н)от оси
:
, (5.2)где
= -20806 Н. 
, (Н)Реакция правой опоры.
от оси
:
, (5.3) 
, (Н)от оси
:
, (5.4) , (Н)5.2.2 Определяем изгибающие моменты для рассчитываемого вала
Горизонтальной плоскости Ми, от оси
: для муфты Ми(м) = 0, левая опора Ми(л)= 0, для левой звездочки Ми(лз) = - 2039 Н*м , для правой звездочки Ми(пз) = -2081 Н*м, для правой опоры Ми(п) = -42 Н*м . Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.Вертикальной плоскости Ми, от оси
: для муфты Ми(м) = 0, левая опора Ми(л)= 0, для левой звездочки Ми(лз) = 0, для правой звездочки Ми(пз) = 0,для правой опоры Ми(п) = 0 . Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.
Ми приведенная: для муфты Ми(м) = 4383 Н*м , левая опора Ми(л)= 4383 Н*м, для левой звездочки Ми(лз) = 4383 Н*м, для правой звездочки Ми(пз) = 3022 Н*м, для правой опоры Ми(п) = 42 Н*м. Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.
Полный изгибающий момент равен: для муфты Т(м) = 4383 Н*м , левая опора Т(л)= 4383 Н*м, для левой звездочки Т(лз) = 4383 Н*м, для правой звездочки Т(пз) = 2192 Н*м, для правой опоры Т(п) = 0 Н*м. Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.
Выбираем материал для вала по приведенным нагрузкам: Сталь 45 ГОСТ 1050-88.
5.3 Определяем диаметр вала
По приведенной нагрузки определяем наиболее нагруженный участок вала, Мприв = 4834 Н*м.
Диаметр вала равен:
, (5.5)где
- допускаемое напряжения на изгиб.
, (5.6)где
- предельная выносливость материала при изгибе, 
=250; 
= 2 – ориентировочное значения коэффициента концентрации; 
= 2 - ориентировочное значения коэффициента запаса прочности. 
, 
, (мм).Минимальное значения диаметра вала в месте крепления звездочек должно быть не менее 90 мм. Принимаем 100 мм.
Минимальная величина диаметра вала в месте крепленя муфты должно быть не мене 78 мм, принимаем 85 мм.
Минимальная величина диаметра вала в месте крепленя подшипников должно быть не мене 78 мм и должна быть кратное 5, принимаем 90 мм.
Общий диаметр вала принимаем 110 мм.
Размеры вала приведены на рисунке 6.
Рисунок 6 Расчетная величина вала
5.4 Расчет коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям определяется для опасного сечения.
, (5.7)где
- эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгиб, 
=1,27 ; 
- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при параметре шероховатости Rz <20мкм, = 0,9; 
- маштабый фактор для нормальных напряжений, 
= 0,7; 
- амплитуда нормального напряжения, 
= 0,02; 
- момент сопротивления изгибу, W = 100000; 
- коэффициент чувствительности к асимметрии, 
= 0; 
- среднее напряжение, 
0. 
Коэффициент запаса усталостной прочности определяется по касательным напряжениям:
, (5.8)где
- предел выносливости материала при кручении, 
=150; 
- эффективный коэффициент концентрации напряжений, 
= 1,05; 
- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при параметре шероховатости Rz <20мкм, = 0,9; 
- маштабый фактор для нормальных напряжений, 
= 0,59; 
- коэффициент чувствительности к асимметрии, 
= 0; 
- амплитуда циклов и среднее касательное нарпяжений, 
=0,01; Т – крутящий момент, Т = 4383 Н*м; 
- полярный момент сопротивления, Wp=200000. 
Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по каждому из опасных сечений:
(5.9) 
Проводим сравнения
, где [S] = 2,5 для валов редуктора [S] = 1,7 для прочих валов.6 Расчет муфты
6.1 Алгоритм расчета муфты
Алгоритм расчета муфты приведен на рисунке 7.
Рисунок 7 Схема алгоритма выбора и проверки на прочность муфты
- типоразмер муфты: МЗ-6.
- максимальный крутящий момент. 11576 Н*м:
- минимальный диаметр вала, 85 мм
- маховый момент инерции 2,8 кг*м2
Муфта зубчатая состоит из двух полумуфт выполненных в виде двух закрепленных на валах втулок с наружными зубьями эвольвентного профиля и охватывающей их обоймы с внутренними зубьями.
Эти муфты выбирают по ГОСТ 5006 для валов с небольшой частотой вращения (
). Эта муфта компенсирует радиальное биение (в пределах 
) и небольшое угловое (не более 1°) смещения валов. Для компенсации смещений валов в муфтах предусмотрены торцевые зазоры S, вершины зубьев втулок обрабатываются по сферической поверхности, зубчатое зацепление выполняют с увеличенными боковыми поверхностями, а боковым поверхностям зубьев придают бочкообразную форму.Детали муфты изготовляют из сталей 45 (поковка) или 25Л (литье). Для тяжело нагруженных муфт применяют легированные стали типа 15Х. 20X с цементацией рабочих поверхностей и закалкой до твердости 42HRC
По номинальному крутящему моменту
, определяем вращающий момент 
, где 
выбираем в зависимости от условий работы.По
ГОСТ 5006 - 83 выбираем муфту с размерами: 
; 
; 
;