Привод ленточного конвеера (стр. 3 из 5)
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточно го конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 19 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Определяем расстояния между точками приложения сил:
l1=В/2+b1/2+10=20+7+10=37 мм;
L=l/2=В+b2+3=40+70+5=135/2=68 мм;
Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости:
∑ Ma=0; -Rb×(210)+ -Fr2(155)+Fa2×d1/2-Fr1(55) =0
Rb= Fr2(155)- Fa2×d1/2+Fr1(55)/ 210×=-154 H
∑ Mb=0; Ra×(2× +2×l1)+Fa×d1/2-Fa×d1/2+Fr1×(2×L+2×l1)-Fr3(L+l1)=0
Ra= -Fr L +Fr3/2 = -848 H
Проверка: ∑Y=0; Ra+Rb-2×Fr1+Fr3=0;
-848+1252-154 - 250 =0
Определяем опорные реакции в горизонтальной плоскости:
∑Ma=0; -Rb×(2×L+2×l1)-Ft×(2×L+2×l1)+Ft3(L+l1)=0
Rb=-Ft1+Ft3/2=-2431+2721/2= 1081 Н
∑Mb=0; Ra×(2×L+2×l1)+Ft×(2×L+2×l1)-Ft3(L+l1)=0
Ra=Ft3/2-Ft1=1515-1831=791Н
Проверка: ∑Y=0; Ra+Rb-2×Ft1+Ft3= -1081 -2431+2721+791=0
Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях:
Вертикальная плоскость:
М2= Rв×l1= 154×55= -8470 H×мм
M21= Rв×55- Fr×68= -1504×105 - 1252×68 = 22784 H×мм
M1= Ra×37 = 848×55 = -46640 H×мм
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 20 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Горизонтальная плоскость:
М1= Ra×l1= 1081×55= 59455 H×мм
M2= Rв×l1= 791×55= 43505 H×мм
Строим эпюру эквивалентных моментов.
M=
М1=
=63781 Н×ммМ21=
=60055 Н×ммМ2=
=63671 Н×ммСтроим эпюры кручения и эквивалентных моментов:
Мк1=231710 Н×мм
Мк2=231710 Н×мм
Мэкв=
Мэкв1=
=240328 Н×ммМэкв21=
=240299 Н×ммМэкв21=
=239366 Н×ммНаиболее нагруженным вал является под шестерней.
Определение диаметра вала в опасном сечении:
do=3
кручении.[s-1]=sст×εδ×b×KL/(Kδ×[S])
. b=1,6; [S]=3 ; Кδ=1,6; εs=0,7 [2.c.275]
[s-1]=380×0,7×1,6×1/(3×1,6)=88,7МПа
do=3
=28,4 ммПринимаем диаметр вала под колесом d=40мм.
Остальные размеры вала принимаем из конструктивных соображений. Диаметр вала между цапфой и шестерней принимаем dпш=34мм.
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 нормальное и касательное напряжение в опасном сечении:
sа=sи=М/W
W=π×d3/32=3,14×403/32=16325мм2
sа= 240328 /16325=8,8МПа
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 22 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
τа=τм=Т/(2×Wк)
Wк=π×d3/16=3,14×553/16=32651мм2
τа=217710/32651=7,5МПа
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
Ss=s-1/(ks×sa/εs+ψs×sn)
Sτ=τ-1/(kτ×τa/ετ+ψτ×τm)
ks=1,6; kτ=1,5; εs=0,7; ετ=0,76; ψs=0,25; ψτ=0,15 [1.c.300]
Ss=380/(8,8×1,6/0,7+0,25×0)=20,6
Sτ=205/(1,5×7,5/0,76+7,5×0,15)=35,3
Определяем общий коэффициент запаса:
S=Ss×Sτ/
[1.c.300]S=20,6×35,3/
=9,6Прочность обеспечена, т.к. [S]=2,5.
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 23 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Назначаем квалитеты точности и шероховатость поверхностей.
Вал выполняют по следующим квалитетам точности: под подшипником и втулками к6, под колесами h8.
Назначаем следующие шероховатости поверхностей вала Rа мкм: под колесами 0,8; под уплотнением 0,25; под подшипником 0,8; на остальных поверхностях 6,3.
Расчет тихоходного вала.
Исходные данные:
d1=320 мм;
Т=870850 Н×мм; a=20°;
Материал вала сталь 45
sв=610МПа; sт=360МПа.
Предварительно определяем диаметр выходного конца вала:
d=3
d=3
=54,7 мм.Принимаем d=55мм.
Определяем силы в зацеплении:
Окружная: Ft1= Ft2=T/d1
Ft1= Ft2=2×870850/320 =5326 Н
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 24 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Радиальная: Fr=tga×Ft1
Fr=tg20×5326 =1938 Н
Fм=0,3×Ft=0,3×5326 =1600 H
Выбираем предварительно подшипники и муфту:
Выбираем шариковые радиальные подшипники средней серии 311 d1=55мм, D=120 мм, В=29мм
Выбираем муфту зубчатую Lм =55мм, D=170мм
Определяем расстояния между точками приложения сил:
l1=В/2+b1/2+10=55 мм;
L=l/2=В+b2+3=100 мм;
Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости:
∑ Ma=0; Rb×2×l1-2×Fr×l1=0
Rb=1938× 55/210= 1065 H
∑ Mb=0; -Ra×2×l1+2×Fr×l1=0
Ra= 1938× 100/210=873 H
Проверка: ∑Y=0; -Ra-Rb+Fr=0;
-873- 1065 +1938 =0
Определяем опорные реакции в горизонтальной плоскости:
∑Ma=0;-Rb×2×l1+2×Ft×l1- Fм×(l+2×l1)=0
Rb=(Ft×l/2- 2×Fм ×(l+2×l1))/(2×l)=(5326 ×(136+176)-1600×298)/216 = 4673 Н
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 25 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
∑Mb=0; Ra×2×l1-Ft×l1- Fм×l=0
Ra=(Ft×l1+ Fм ×l)/(2×l1)=( 5326 ×66+1600×60)/216=947 Н
Проверка: ∑Y=0; Ra+Rb-2×Ft+ Fм = 947-4673-5326 +1600=0
Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях:
Вертикальная плоскость:
М1=Ra×l1= - 873×55= - 48015 H×мм
Горизонтальная плоскость:
М2= - Ra×l1= - 4673×55 =-257015 H×мм
M1= - Fм×l=1600×55 = - 88000 H×мм
Строим эпюру эквивалентных моментов.
M=
М2=
=261462 Н×ммМа=88000 Н×мм
Строим эпюры кручения и эквивалентных моментов:
Мк=870850 Н×мм
Мэкв=
Мэкв3=870850 Н×мм
Мэкв2=
=875285 Н×ммТаблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 26 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
Мэкв1=
=909253 Н×ммНаиболее нагруженным вал является под колесом.
Определение диаметра вала в опасном сечении:
do=3
[s-1]=sст×εδ×b×KL/(Kδ×[S])
b=1,6; Кδ=1,75; εs=0,8
[s-1]=380×0,8×1,6×1/(3×1,75)=92,5 МПа
do=3
=45,6ммПринимаем диаметр вала под зубчатым колесом d=50 мм.
dподш=3
=45,2 ммПринимаем диаметр вала под подшипником d=45 мм.
Принимаем диаметр выходного конца вала d=40 мм
Остальные размеры вала принимаем из конструктивных соображений.
Определяем пределы выносливости стали при изгибе и кручении:
s-1=0,35×sв+(70…120)
s-1=0,35×640+100=313,5МПа
τ-1=(0,5…0,58)×s-1
Таблица
| Изм | Лист | №докум | Подпись | дата | |||
| Разраб. | Привод ленточного конвейера | Литера | Лист | Листов | |||
| Пров. | У | 27 | 46 | ||||
| Н.контр. | |||||||
| Утв. | |||||||
τ-1=0,54×313,5=170МПа
Находим нормальное и касательное напряжение в опасном сечении:
sа=sи=М/W
W=π×d3/32=3,14×503/32=8942мм2
sа=909253 /8942=87,7МПа
τа=τм=Т/(2×Wк)
Wк=π×d3/16=3,14×603/16=178168мм2
τа=870850 /(178168×2)=23,8 МПа
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
Ss=s-1/(ks×sa/εs+ψs×sn)
Sτ=τ-1/(kτ×τa/ετ+ψτ×τm)
где: kτи ks- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении,