Привод ленточного конвеера (стр. 2 из 5)
Крутящий момент на ведомом шкиве – 80,38 Н·м
Частота вращения ведущего шкива – 1450,5 об/мин
Частота вращения ведомого шкива – 968 об/мин.
Передаточное отношение передачи – 1,5
Модуль зубчатого ремня принимаем в зависимости от крутящего момента на ведущем шкиве: m=5 мм [2, табл.8.11].
Число зубьев на ведущем шкиве принимаем z1=20.
Число зубьев ремня принимаем zР=140.
Ширину зубчатого ремня принимаем b=35 мм.
Ширину зубчатого шкива принимаем B= b+m= 35+5=40 мм.
Толщина зубчатого ремня H=6,5 мм [2, табл.8.11].
Шаг зуба P=15,71 мм [2, табл.8.11].
Высота зуба h=3,5 мм [2, табл.8.11].
Наименьшая толщина зуба s=5,0 мм [2, табл.8.11].
Число зубьев ведомого шкива:
z2= z1·u=20·1,5=33.
Расчётная длина ремня:
L=π·m·zР=3,14·5·140=2198 мм.
Диаметры шкивов:
d=m·z.
d1=5·20=100 мм
d2=5·33=165 мм
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 11 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Межосевое расстояние рассчитываем по формуле:
, [2, с.225]где
, 
[2, с.225]Δ1=549,5; Δ2=5625.
417 мм.Нагрузка на валы
F= 1000 P/v= 1000·5,22/5 = 1044 H.
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 12 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
4. Расчет валов
Расчет быстроходного вала.
Исходные данные:
n=968 мин-1; d1= 61,98 мм;
Т=80,38 Н×м; a=20°; b=14,53°.
Материал вала сталь 40ХН
sв=1600 МПа; sт=600 МПа.
Предварительно определяем диаметр вала:
d=3
[1.c.292]где: [τ] – допускаемое условное напряжение при кручении.
[τ]=20МПа.
d=3
=24,8 мм.Принимаем d=25 мм.
Определяем силы в зацеплении:
Окружная: Ft1= 2×T/d1 [1.c.303]
Ft1=2×80,38×103/61,98 =1908 Н
Fв=1044 Н
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 13 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Радиальная: Fr1=Fr2=tga×Ft1/cosb[1.c.303]
Fr1=tg20×1908/cos14,53°=374 Н
Осевая: Fa1=Fa2=Ft1×tgb[1.c.303]
Fa1=tg14,53°×1908=214 Н
Выбираем предварительно подшипники:
Выбираем шариковые радиальные подшипники легкой узкой серии 205 d1=25мм, D=52мм, В=15мм
Определяем расстояния между точками приложения сил:
l1=В/2+b1/2+ b2/2+10=70+20+7+8=105 мм;
l2=b/2+42=40+42=82 мм.
Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости:
∑ Ma=0; -Rb×(l+2×l1)+Fa1×d1/2+Fr1×l1 =0
Rb=Fr1(l+2×l1)/(2×l1+l)=Fr1=284 H
∑ Mb=0; Ra×(l+2×l1)+Fa×d1/2-Fr1×(l+2×l1)=0
Ra= Fa×d1/2-Fr1×(l+2×l1)/(l+2×l1)=Fr1=90 H
Проверка: ∑Y=0; -Ra-Rb+2×Fr1=0;
-284 - 90+ 374 = 0
Определяем опорные реакции в горизонтальной плоскости:
∑Ma=0; -Fв×l2+Rb×(l+2×l1)-Ft×(l+2×l1)=0
Rb=(Ft×(l+2×l1)- Fв ×l2)/(l+2×l1)=(1908×105+1044×82)/210=1811 Н
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 14 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
∑Mb=0; Fм×(l+l2+2×l1)-Ra×(l+2×l1)+Ft×(l+2×l1)=0
Ra= Fм×(l+l2+2×l1)/(l+2×l1)+Ft=947 Н
Проверка: ∑Y=0; Ra-Rb+Ft-Fb=1811-947-1908+1047 =0
Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях:
Вертикальная плоскость:
М1=-Rв×l1=-284×105= -29820 H×мм
M11=-Ra×l1=-90×105= -9450 H×мм
Горизонтальная плоскость:
М1= - Fв×85= -1044×82=- 85608 H×мм
M2= -Ra×l1= -1811×105=95665 H×мм
Строим эпюру эквивалентных моментов.
M=
Ма=85608 Н×мм
М2=
=100210 Н×ммМ21=
=96130 Н×ммСтроим эпюры кручения и эквивалентных моментов:
Мк=80380 Н×м
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 15 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Мэкв=
Мэкв1=80380 Н×мм
Мэква=
=116842 Н×ммМэкв2=
=127927 Н×ммМэкв21=
=124896 Н×ммНаиболее нагруженным вал является под второй шестерней.
Определение диаметра вала в опасном сечении:
do=3
[2.c.275]где: [s-1] – допустимый предел выносливости стали при изгибе и кручении.
[s-1]=sст×εδ×b×KL/(Kδ×[S]) [2.c.275]
где: b - коэффициент, учитывающий упрочнение поверхности,
Кδ – эффективный коэффициент нарастания напряжения,
[S] – требуемый коэффициент запаса для обеспечения жесткости.
b=2; [S]=3 [2.c.275]
[s-1]=380×0,8×2×1/(3×2,4)=168,44МПа
do=3
=24,5 ммТаблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 16 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Принимаем диаметр вала под шестерней d=35 мм.
Остальные размеры вала принимаем из конструктивных соображений. Принимаем диаметр вала под подшипником d=30мм.
Определяем пределы выносливости стали при изгибе и кручении:
s-1=0,35×sв+(70…120) [1.c.295]
s-1=0,35×1600+100=380МПа
τ-1=(0,5…0,58)×s-1 [1.c.295]
τ-1=0,54×380=205МПа
Находим нормальные и касательные напряжения в опасном сечении:
W=π×d3/32=3,14×353/32=1533мм2
sа=124896 /1533=48 МПа
τа=τм=Т/(2×Wк) [1.c.295]
Wк=π×d3/16=3,14×353/16=3066мм2
τа=79520 /(3066×2)=13МПа
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
Ss=s-1/(ks×sa/εs+ψs×sn) [1.c.296]
Sτ=τ-1/(kτ×τa/ετ+ψτ×τm) [1.c.296]
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 17 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
где: kτи ks- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении,ετ и εs - коэффициенты, учитывающие снижение механических свойств металла с ростом размеров заготовок,ψτ и ψs - коэффициенты учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталость вала.
ks=2,4; kτ=1,8; εs=0,8; ετ=0,8; ψs=0,25; ψτ=0,15 [1.c.300]
Ss=380/(48×2,4/0,8+0,25×0)=3,5
Sτ=205/(1,8×13/0,8+133×0,15)=11,5
Определяем общий коэффициент запаса:
S=Ss×Sτ/
[1.c.300]S=3,5×11,5/
=3,3Прочность обеспечена, т.к. [S]=2,5.
Назначаем квалитеты точности и шероховатость поверхностей.
Вал выполняют по следующим квалитетам точности: под полумуфтой р6, под уплотнением к7, под подшипником к6.
Назначаем следующие шероховатости поверхностей вала Rа мкм: под полумуфтой 0,8; под уплотнением 0,25; под подшипником 0,8; на остальных поверхностях 6,3 мкм.
4.1 РасСчет промежуточного вала.
d1=237,73мм; d2=80 мм; Т=231.71 Н×м; a=20°; b=12°;
Материал вала сталь 40ХН
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточно го конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 18 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
sв=1600МПа; sт=600МПа.
Предварительно определяем диаметр вала:
d=3
d=3
=35 мм.Принимаем d=35 мм.
Определяем силы в зацеплении:
Окружная: Ft=Ft2= 2×Ft/2=2×T/d1
Ft1= 2×231.71 ×103/188,02=2431 Н
Ft2=Ft1= 2×T/d2=2×231.71 ×103/80=2721 Н
Радиальная: Fr1= tga×Ft1/cosb
Fr3=tg20×2431/cos14,53°=250 Н
Fr2=Fr1=tg20×2721=1252 H
Осевая: Fa3= Ft3×tgb
Fa3=tg12×2431=665 Н
Выбираем предварительно подшипники:
Выбираем шариковые радиальные подшипники легкой узкой серии 207 d=35мм, D=72мм, В=17мм