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

 

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×мм

М21= =60055 Н×мм

М2= =63671 Н×мм

Строим эпюры кручения и эквивалентных моментов:

Мк1=231710 Н×мм

Мк2=231710 Н×мм

Мэкв=

Мэкв1= =240328 Н×мм

Мэкв21= =240299 Н×мм

Мэкв21= =239366 Н×мм

Наиболее 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 мм

Принимаем 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/ =9,6

Прочность 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.