Привод ленточного конвеера (стр. 4 из 6)

Проверяем прочность зубьев при перегрузках на изгиб по формуле

где

допускаемое предельное напряжение,

где

МПа – предел текучести

2.6 Силы, действующие в зацеплении

В прямозубой передаче нормальная сила

направлена под углом к торцу колеса. Разложив на составляющие, получим окружную силу

;

радиальную силу

;

3. Расчет деталей редуктора

3.1 Проектирование валов редуктора

3.1.1 Общие сведения

Проектный расчет вала выполняется по напряжениям кручения (касательным), т.е. при этом не учитываются напряжения изгиба, концентрация напряжений и их цикличность. Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение

принимают заниженным [τ] = 10–20 МПа. При этом меньшие значения принимаются для быстроходных валов, а большие – для тихоходных.

Редукторный вал имеет ступенчатую форму, которая обеспечивает удобство монтажа, возможность осевой фиксации расположенных на валу деталей и приближает его по форме к брусу равного сопротивления. Количество и размеры ступеней зависит от количества и размеров, установочных на вал деталей. Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой i – той ступени вала: диаметр d_iи длину L_i.

Переходный участок вала между двумя смежными ступенями разных диаметров может быть выполнен галтелью постоянного радиуса или канавкой для выхода шлифовального круга. Шлифуется посадочная поверхность вала в местах установки подшипников для требуемой стандартом шероховатости.

Так – как диаметры шестерни и быстроходного вала близки к друг другу, в редукторах обычно выполняют шестерню заодно с валом (вал – шестерня).

Ориентировочные размеры ступеней вала определяются по зависимостям представленным ниже.

Первая ступень вала (под элемент открытой передачи или полумуфту):

;

где Т – крутящий момент на валу, Нм

[τ]_кр – допускаемые касательные напряжения, Па

Примем равной 25

Если диаметр выходного конца быстроходного вала соединен с двигателем через муфту, то d₁ необходимо согласовать с диаметром вала электродвигателя d₁.

Вторая ступень вала (под уплотнения крышки с отверстием и подшипник):

где t – высота буртика.

Примем равной 30

Диаметр второй ступени округляется до ближайшего числа кратного пяти:

Третья ступень вала (под шестерню):

где r – координата фоски подшипника.

Первая ступень вала (под элемент открытой передачи или полумуфту):

Ориентировочные размеры ступеней вала определяются по зависимостям представленным ниже.

;

где Т – крутящий момент на валу, Нм

[τ]_кр – допускаемые касательные напряжения, Па

принимаем

Вторая ступень вала (под уплотнения крышки с отверстием и подшипник):

где t – высота буртика.

Диаметр второй ступени округляется до ближайшего числа кратного пяти:

Третья ступень вала (под колесо):

Размеры пятой ступени:

принимаем

Данная ступень может быть заменена распорной втулкой.

3.2 Расчет тихоходного вала редуктора

Выполним проектный расчет вала и его опор (см. рис.):

Нм, мин , ширина колеса – 39 мм, диаметр колеса мм,; на выходном конце вала упругая муфта; материал вала – сталь 45Х, улучшенная, Мпа, Мпа. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной, допускается двух кратная кратковременная перегрузка.

1. Диаметр выходного конца вала

определяем при посадки колеса мм; диаметр в месте посадки подшипников мм; диаметр в месте посадки муфты мм; мм; мм; мм.

2. Определяем допускаемую нагрузку на выходном конце вала, полагая, что редуктор может быть использован как редуктор общего применения

Н.

3. Определяем силы в зацеплении по формуле

Н; Н.

4. Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов (см. рис. 1). Рассмотрим реакции от сил

и действующих в вертикальной плоскости. Сумма проекций: ; . Сумма моментов . При этом =

=

Н; Н

Реакции от сил

и , действующим в горизонтальной плоскости.

Н.

3.2.1 Расчетная

Просчитаем два предполагаемых опасных сечений: сечение I – Iпод колесо, и сечение II – II рядом с подшипником, ослабленное галтелью. Для первого сечения изгибающий момент:

Нмм,

Крутящий момент

Нмм.

Напряжение изгиба

или Мпа.

Напряжение кручения

или Мпа.

Определяем

МПа;

МПа;

МПа.

По таблицам определяем для шпоночного паза

, .