Расчет и проектирование привода для пластинчатого конвейера (стр. 9 из 10)

Х₁=0 М=0

Х₂=45 мм М=37507,5 Н∙мм

В плоскости ХоZ

Х₁=0 М=0

Х₂=45 мм М=-76988,7 Н∙мм

Участок 2

0

Х 89

В плоскости ХоУ

Х₁=0 М=37507,5 Н∙мм

Х₂=89 мм М=48597,79 Н∙мм

В плоскости ХоZ

Х₁=0 М=-76988,7 Н∙мм

Х₂=89 мм М=-55902,8Н∙мм

Участок 3

0

Х 34

В плоскости ХоУ

Х₁=0 М=0 Н∙мм

Х₂=34 мм М=-6551,8Н∙мм

В плоскости ХоZ

Х₁=0 М=0 Н∙мм

Х₂=34 мм

М=-55902,8Н∙мм

7.6 Определение коэффициента запаса прочности в опасных сечениях

Материал вала – сталь 45.

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения .

Коэффициент запаса прочности рассчитываем для опасных сечений ( опасным сечением является, то сечение вала, где наибольший изгибающий момент; есть концентратор напряжений; наименьший диаметр вала).

Коэффициент запаса прочности определяем по формуле (6.17 [1]):

(7.4)

где

- коэффициент запаса прочности нормальных напряжений, определяется по формуле (6.18 [1]):

(7.5)

где

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистой стали ; ( - предел прочности (таблица 3.3 [1]) =780 Н·мм, тогда Н·мм. - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений =1,36 (таблица 6.2 [1] );

- масштабный фактор для нормальных напряжений; =0,88 (таблица 6.8 [1] );

- амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении, определяем по формуле ( с. 285 [1] ):

(7.6)

где М - изгибающий момент в данном сечении (из эпюр);

W- момент сопротивления сечения нетто, определяется по формуле:

для концентратора напряжений – шпонка:

(7.8)

для концентратора напряжений – совпадение с краем шестерни:

(7.9)

где

- коэффициент запаса прочности нормальных напряжений, определяется по формуле (6.18 [1]):

(7.10)

где

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистой стали ; тогда Н·мм. - эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений =1,14 (таблица 6.2 [1] );

- масштабный фактор для нормальных напряжений; =0,77 (таблица 6.8 [1] );

- амплитуда цикла касательных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении, определяем по формуле ( с. 285 [1] ):

(7.11)

где М_к – крутящий момент в данном сечении (кинематического расчета);

W-момент сопротивления сечения нетто, определяется по формуле:

для концентратора напряжений – шпонка:

(7.12)

для концентратора напряжений – совпадение с краем шестерни:

(7.13)

- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла, =0,1 ( с. 100 [1] ).

Предварительный расчет размеров шпонок :

Таблица 7.1 – Расчет шпонок

Вал	d, мм	l, ст	T, Н∙мм	b, мм	h, мм	t1, мм	t2, мм	l, шп мм	l, раб мм	σ, Н∙мм
1	25	50	22800	8	7	4	3,3	45	37	16,4
2	30	42	54200	10	8	5	3,3	40	30	40
3	36	50	220100	10	8	5	3,3	45	35	116
4	40	90	697400	22	14	9	5,4	80	58	120
	50	65	697400	14	9	5,5	3,8	63	59	80,8

Рассчитываем коэффициент запаса прочности для шестерни:

мм³

=2·6,28·10³ =12,56·10³ мм³

Н/мм²

Н/мм²

Рассчитываем коэффициент запаса прочности для колеса ( шпоночный паз:

мм³

мм³

Н/мм²

Н/мм²

7.7 Вывод

При уточнённом расчёте мы рассчитывали коэффициент запаса прочности, который позволяет одновременно учитывать как касательные, так и нормальные напряжения на вал. Для того чтобы выполнялось условие прочности, необходимо чтобы [n]= >10 (с.95[3]). Сравнивая расчётный результат с допускаемым значением можно сделать вывод, то жёсткость вала обеспечивается.

8 Подбор и проверка подшипника качения и скольжения

8.1 Цель

Подобрать и проверить подшипники на долговечность.

8.2 Расчётная схема

Подшипник номер 305, шариковый радиальный, внутренний диаметр 25мм, серия диаметра средняя.

8.2 Данные

D=62 мм

d=25 мм

мм

C=29,6 kH – динамическая грузоподъёмность

kH- статическая грузоподъёмность

V – коэффициент вращения; при вращающемся внутреннем кольце подшипника V=1

8.4 Условие

Подшипник подбираем по диаметру вала и направлению воспринимаемой нагрузки, а проверяем на долговечность с учётом динамической нагрузки.

8.5 Подбор подшипника

На первом этапе подшипник выбираем по диаметру вала, характеру нагрузки (действующими силами), частоте вращения вала, по условиям работы, наиболее дешевые шариковый радиальный средней серии 305(ГОСТ 8388-75).

Характеристика подшипника:

Наружный диаметр подшипника D=62 мм;

Внутренний диаметр подшипника d=25 мм;

Ширина подшипника B=17 мм;

Динамическая грузоподъёмность C=17,3 kH;

Статическая грузоподъёмность

kH;