Расчет привода к ленточному транспорту

         Z₃ – число зубьев ведущей звездочки, Z₃ = 24;

         [P_цо] – ориентировочное значение допускаемого давления, в шарнирах цепи. При об/мин ориентировочно применяем  

                 ;

    тогда шаг однорядной цепи равен: 

                 . 

    Полученное  расчетное значение приводим к стандартному. Выбираем цепь приводную роликовую  ГОСТ 13568 – 75 – ПР 19,05.Параметры цепи ПР 19,05:

• диаметр валика звена цепи ;
• разрешающая нагрузка ;
• вес одного метра цепи ;
• проекция опорной поверхности шарнира .

 

                      Скорость цепи V, м/с: 

              . 
 

                  Силы  действующие на цепь: 

                     Окружная  сила F_t, Н: 

                    . 

                     Центробежная  сила F_V, Н: 

                    . 

                     Сила  провисания F_f, Н: 

              ,

    где, - при наклонной цепи;

         а_ц – межосевое расстояние: 

          . 

             Расчетная нагрузка на вал  F_В, Н: 

              . 

             Коэффициент запаса прочности  цепи S: 

              . 

                 > . 

    Это отвечает работоспособности цепной передачи. 
 
 

         2 Предварительный расчет валов редуктора 

    Зубчатые  колеса, звездочки и другие летали машин устанавливают на валах  и осях. Вал предназначен для поддержания  сидящих на нем деталей и для  передачи вращающего момента.

    При проектном расчете обычно определяют диаметр выходного конца вала из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба [τ_к]: 

                       ; 

    где, Т₂ – крутящий момент;

         [τ_к] – допускаемое напряжение на кручение, для валов из стали 40, 45 - [τ_к] = 15 – 25 МПа. 

                 . 

    По  стандартному ряду d_в2 = 30 мм. 

    Диаметр вала под подшипник 

    Диаметр вала под колесом 

    Диаметр ступицы колеса

    Длина ступицы колеса l_ст2: 

              ; 

                    

    Толщина обода колеса δ₀: 

               

                    

    Толщина диска колеса С: 

               

    Диаметр ступицы звездочки Z₃: 

               

    Длина ступицы звездочки l_ст3: 

               

                    
 
 

                  3 Компоновка редуктора 

    Первый  этап компоновки служит для приближенного  определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций подшипников и расчета их долговечности.

    Компоновочный чертеж выполняется в одной проекции – разрез по осям валов при снятии крышки редуктора в М 1:1.

    Вычерчиваем в зацеплении упрощенно шестерню и колесо. Затем очерчиваем тонкой линией внутреннюю стенку редуктора на расстоянии А = 10 мм от торцов колес и их окружностями.

    Расстояние  от внутренней стенки редуктора и  наружным кольцом подшипника У = 8 мм, А = 2,5 мм.

    Выбираем  радиально - упорные однорядные шариковые  подшипники (ГОСТ 831 – 75) легкой серии 207 (36207). 

d, мм	D, мм	b, мм	C, кН	C0, кН
35	72	17	30,8	17,8

 

                   Расчет  ведомого вала: 

    Реакция опор в плоскости XZ: 

                   ; 

          . 

                   ; 

          . 

    Проверка: 

           

    Реакция опор в плоскости YZ: 

                   ; 

          . 

                   ; 

    Проверка: 

          . 

    Суммарная реакция: 

              ; 

              . 

    Более нагружена четвертая опора p_r3 < p_r4. Для подшипника 207. 

    Отношение из таблицы 12 l = 0,33. 

    Отношение < l = 0,33, следовательно основную силу не учитываем при определении эквивалентной нагрузки опоры 4. 

                       ; 

    где, , тогда 

                 . 

    Долговечность подшипников ведомого вала в миллионов  оборотов:

• в миллионах оборотов:

 

      млн. об; 

• в часах:

 

      часов > часов. 
 
 

         4 Проверка прочности  шпоночного соединения 

    Шпоночное соединение состоит из вала, шпонки и ступицы колеса. Шпонка представляет собой стальной брус, вставляемый  в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращательного момента между валом и ступицей. Типы и размеры шпонок стандартизированы.

    В курсовой работе для соединения вала и ступицы зубчатого колеса выбираем шпонку призматическую со скругленными торцами, стальную.

    Основным  критерием работоспособности шпоночных  соединений является прочность. Поэтому основной проверочный расчет шпоночного соединения – расчет на смятие. Условие прочности на смятие: 

                   < . 

    Диаметр вала под колесом  , передаваемый момент Нмм. Материал шпонки сталь 45 нормализованная.

    Шпонка  призматическая 

     ; 

          ; 

          < для чугунной ступицы. 
 
 
 
 
 
 

               5. Уточненный расчет  ведомого вала 

    Уточненный  расчет вала заключается в определении  коэффициентов запаса прочности для опасных сечений и сравнения их с требуемым (допускаемым) значением [S]. Прочность соблюдена при условии S > [S] = 1,7 – 2,5.

    Опасные сечения определяются по расчетной  схеме вала. Это сечение   А – А под зубчатым колесом и сечение Б – Б под подшипником.

    Материал  вала - сталь 45 нормализованная, и предел прочности 

                            . 

    Предел  прочности при симметричном цикле  изгиба σ_-1, МПа: 

                   . 

    Предел  выносливости при симметричном цикле  касательных напряжений τ_-1, МПа: 

                   . 

    Изгибающий  момент в горизонтальной плоскости  М_у, Н мм: 

                   . 

    Изгибающий  момент в вертикальной плоскости  М_х, Н мм: 

                   . 

    Суммарный изгибающий момент М, Н мм: 

           . 

    Момент  сопротивления сечения W, мм³: 

                   . 

    Амплитуда нормальных напряжений σ_υ, МПа: 

                   . 

    Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям S_σ: 

                        

    где, , тогда 

                       . 

    Полярный  момент сопротивления W_p, мм³: 

                   . 

    Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных  напряжений τ_υ, МПа: 

                   . 

    Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям S_τ: 

                        

    где, , тогда 

                   . 

    Коэффициент запаса прочности S: 

                   . 

                    > . 

    Условие прочности вала выполнено. 

                     6 Выбор сорта масла 

    Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса, до упора, обеспечивающего погружение примерно до 10 мм. Объем масляной ванны V определяем по формуле из расчета 0,25 дм³ на 1 кВт передаваемой мощности: 

                        дм³. 

    Для проектируемого редуктора выбираем вязкость масла 28 · 10^-6 м²/с марки Индустриальное И – 30 А.

    Камеры  подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ – 1, периодически пополняем его шприцом через  пресс – масленки.