76000 /6280 =12,03
=64000 / 2*17880 = 1.78
где и - осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала
3,14 *403 / 32 =6280 мм3
3,14 *403 / 16 =12560 мм3
Суммарные коэффициенты КуD и КфD , учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении
где , - эффективные коэффициенты концентрации напряжений для скруглённой галтели ( =2,25 =1,85 )
, - коэффициенты абсолютных размеров ( = 0,85 =0,75 )
-коэффициент влияния шероховатости поверхности (для шлифованного вала=1)
- коэффициент влияния упрочнения (=1)
=2,65
= 2,4
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям (по изгибу и кручению)
Сечение 2
=320 / 12,03*2,65 = 9,8
=210 / (2,4*1.78 +1.78*0,05) = 47,15
Коэффициент запаса усталостной прочности вала в сечении 2
8.7 > [S]=2
6.5 Расчет на статическую прочность
Возможную перегрузку в приводе условно принимаем равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя: КП=2,2 - коэффициент перегрузки.
Напряжения и коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях при действии максимальных нагрузок:
Сечение 1:
*2,2= 114*1000 *2,2/ 16320 =15,4 МПа
=341140*2,2/2*35466=10,6МПа
=650/48,8 =42,21
=390/10,6=36,79
27,73 >(St=1.5)
Запас статической прочности в сечении 1 обеспечен.
Сечение 2:
*2.2=111*1000*2.2/12500=19,5 МПа
*2.2=341140*2.2/2*25000=15 МПа
=650/19,5 =33,33
=390/15=26
20,5 >(St=1.5)
Запас статической прочности в сечении 2 обеспечен.
7. Расчёт на долговечность подшипников
7.1 Расчёт подшипников тихоходного вала
7.1.1 Подготовка исходных данных
- Lh = 10000 часов
- n2 =171,43 мин-1
- RA=Fr1=2287 Н, RB=Fr2=943 Н
- Fа = 138 Н
- подшипники № 7310
- dВН = 50 мм
- Cr= 117 кН, Cor= 90 кН
- e = 0,35 X=0,4 Y=1,7
7.1.2 Составление расчётной схемы
Рисунок 7.1 - Схема подшипников
7.1.3 Определение коэффициентов радиального и осевого нагружения
SA=e*RA= 0,35*2287=800,45 Н
SB=e*RB=0,35*943= Н
Fa A=SB+FA= +138=800,45 Н
Fa B=SB=938,45 Н
800,45 / 1*2287 =0,35 (7.1)
e >0,35 X=1, Y=0
938,45 / 1*943 = 1,00 (7.2)
e > 1,00 X=1, Y=0
7.1.4 Определение эквивалентной нагрузки
(7.3)
P1=(1*1*2287 + 138*0)*1.8*1= 4117Н
P2=(1*1*943 + 138*0)*1.8*1=1101 Н
7.1.5 Определение приведенной эквивалентной нагрузки
600 Н (7.4)
(7.5)
где - коэффициент напряжённости
1897240,67часов ? Lh=10000 выбранный подшипник обеспечивает оптимальный ресурс работы в оптимальных условиях эксплуатации.
7.2 Расчёт на долговечность подшипников быстроходного вала
7.2.1 Подготовка исходных данных
- Lh = 10000 часов
- n2 =960 мин-1
- RA=Fr1=1152 Н, RB=Fr2=1220 Н
- Fа = 777 Н
- подшипники № 7308
- dВН = 40 мм
- Cr= 80,9 кН, Cor= 56 кН
- e = 0,35 X=0,4 Y=1,7
7.2.2 Составление расчётной схемы
Рисунок 7.2 - Схема подшипников
7.2.3 Определение коэффициентов радиального и осевого нагружения
SA=e*RA= 0,35*1152=403 Н
SB=e*RB=0,35*1220=427 Н
Fa A=SB+FA=427+777=1204 Н
Fa B=F a=777 Н
1204 / 1*1152 =1,03
X=0.4, Y=1.7
777 / 1*1220 = 0,63
X=0.4, Y=1.7
7.4 Определение эквивалентной нагрузки
P1=(1*0.4*1152 + 777*1.7)*1.8*1= 3205 Н
P2=(1*0.4*1220 + 777*1.7)*1.8*1=3256 Н
7.2.5 Определение приведенной эквивалентной нагрузки
где - коэффициент напряжённости
145580,04часов ? Lh=10000 выбранный подшипник обеспечивает оптимальный ресурс работы в оптимальных условиях эксплуатации.
8. Расчёт шпоночных соединений
МПа,(8.1)
где Т - момент на валу, d - диаметр вала, h - высота шпонки, t - глубина паза, l - рабочая длина шпонки.
|
вал |
d мм |
b мм |
h мм |
T1 мм |
L мм |
|
|
Тихоходный |
58 |
18 |
14 |
7 |
60 |
|
|
42 |
12 |
8 |
5 |
80 |
||
|
Быстроходный |
32 |
8 |
7 |
4 |
40 |
8.1 Тихоходный вал
2* 341,14 *1000 / 58* (11-7)* 60 =58 МПа
2*341,14*1000 / 58*60*18=13,89 МПа
8.2 Тихоходный вал (хвостовик)
2* 341,14*1000 / 42* (8-5)* 80 =68 МПа
2*341,14*1000 / 42*80*12=16,92 МПа
8.3 Быстроходный вал (хвостовик)
2* 64,09*1000 / 32* (7-4)* 40 = 33 МПа
2*64,09*1000 / 32*40*8=12,52 МПа
Рисунок 8.1 - Шпоночное соединение
9. Конструирование основания привода (рама сварная)
Рама сварная изготовлена из швеллера №16( h=160 мм, b=52 мм)
Ширину и длину платиков на раме принимают большими, чем ширина и длина опорных поверхностей электродвигателя и редуктора. Высоту платиков принимают 5…6 мм.
Т. к. между редуктором и электродвигателем ременная передача, то ставятся салазки под электродвигатель.
Для крепления рамы к полу цеха применяют фундаментные болты, их расположение определяют при проектировании рамы. Диаметр и число фундаментных болтов принимают в зависимости от длины рамы. В данном проекте число фундаментных болтов 8. В местах расположения фундаментных болтов к внутренним поверхностям нижних полок швеллеров накладывают косые шайбы.
10. Выбор посадок и сопряжений
а) VТИХ = 3 м/с > 1,0 м/с - смазка разбрызгиванием
hзуба < h ? 0,25 dK
б) выбор марки масла
Масло Индустриальное И-Г-А-4 ГОСТ 20799-88
в) уплотнения:
- прокладки для пробки сливной и смотрового люка
- манжеты
Для замены масла в корпусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической или конической резьбой. Цилиндрическая резьба не создаёт надёжного уплотнения, поэтому под пробку с цилиндрической резьбой ставят уплотняющие прокладки.
Для наблюдения за уровнем масла в корпусе устанавливают маслоуказатели жезловые (щупы).
Рисунок 11.2 - Маслоуказатель
11. Техника безопасности
1) Перед пуском установки:
а) произвести осмотр установки
б) проверить крепёжные элементы
в) проверить уровень масла
2) Предусмотреть ограждающие устройства для вращающихся деталей (кожух), муфту допускается использовать без кожуха, но тогда её красить в жёлтый или красный цвет, ременная передача закрыта кожухом
3) Привод не должен нагружаться больше установленных норм. Основные элементы привода рассчитаны на прочность, определены запасы прочности.
4) Безопасная эксплуатация и обслуживание привода:
- корпус электродвигателя должен быть заземлён
- пусковые устройства рекомендуется располагать как можно ближе к электродвигателю
- на корпусе электродвигателя должна быть нанесена стрелка, указывающая направление вращения ротора
5) Ремонт привода (замена ремней в ременной передаче):
- произвести необходимое отключение и принять меры, препятствующие ошибочному или самопроизвольному включению привода
- на приводе управления вывешивают запрещающие плакаты «Не включать! Работают люди.», «Не включать! Работают на линии.»
6) Двигатель должен быть немедленно остановлен:
- при несчастном случае
- при появлении дыма или огня
- при появлении стука в механизме или при появлении вибрации в подшипниках
- при температуре корпуса сверх допустимой нормы (60є).
Литература
[1] Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 496 с.
[2] Детали машин: Атлас конструкций: Учеб. Пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. В 2-х ч. Под общ. ред. д-ра. техн. наук проф. Д.Н. Решетова. - 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. - 352 с: ил.
[3] Ковалёв И.М. Технические требования для деталей и узлов машин. Методические указания к курсовому проектированию по деталям машин и основам конструирования / Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова. - Барнаул: 2007. - 36 с