Расчет и конструирование тихоходного вала

конвейер электродвигатель подшипник редуктор

Назначаем материал для изготовления вала - Сталь 40 Х

Допускаемое напряжение изгиба

, (76)

 

где - предел выносливости вала при симметричном цикле нагружения; - коэффициент концентрации напряжения; - коэффициент запаса прочности;

.

Допускаемое напряжение кручения

 

, (77)

 

.

Выполняем предварительную компоновку редуктора

 

Рисунок 1 - Компоновка редуктора

 

, (78)

 

.

, (79)

 

.

 

, (80)

 

.

 

, (81)

 

.

Определяем реакции опор и изгибающие моменты

 

Рисунок 2 - Схема сил, действующих в передачах привода

 

Горизонтальная плоскость

Рисунок 3 - Схема сил, действующих в горизонтальной плоскости

 

, (82)

, (83)

 

.

 

, (84)

, (85)

 

.

Проверка:

 

 

 

, (86)

;

 

;

;

;

 

.

 

Рисунок 4 - Эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости

 

Вертикальная плоскость

 

Рисунок 5 - Схема сил, действующих в вертикальной плоскости

 

, (87)

, (88)

 

.

, (89)

, (90)

 

.

Проверка:

 

 

;

 

;

 

;

 

;

 

.

 

Рисунок 6 - Эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости

 

, (91)

;

;

;

.

 

Рисунок 7 - Эпюра изгибающих моментов

 

Строим эпюру эквивалентных моментов

 

Рисунок 8 - Эпюра крутящих моментов

 

, (92)

 

;

;

;

;

.

Рисунок 9 - Эпюра эквивалентных моментов

 

Вычисляем диаметры вала

 

, (93)

 

где - осевой момент сопротивления.

 

, (94)

, (95)

 

;

;

;

;

, (96)

.

По ГОСТ 12080-66 назначаем диаметр ; .

Диаметр под подшипник

 

, (97)

.

Принимаем (кратен 5)

Диаметр вала под зубчатое колесо

 

, (98)

 

.

Назначаем по ряду размеров Ra 40 по ГОСТ 6636-69; .

Диаметр буртика

 

, (100)

 

.

Принимаем

Подбор подшипников качения

 

Тип подшипника

 

, (101)

 

где - реакция в опоре; - составляющая реакции по оси x;

- составляющая реакции по оси y;

;

.

, (102)

 

.

Проверяем подшипник 410

Вычисляем отношение

 

, (103)

 

Грузоподъемность: С = 81700 н; С0 = 52000 н;

.

,

X = 1; Y = 0.

Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку

 

, (104)

 

где - коэффициент вращения; - реакция в опоре b; - осевая нагрузка; - коэффициент безопасности; - коэффициент, учитывающий влияние температуры; - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;

.

Вычисляем долговечность подшипника

 

, (105)

.

Подшипник 410 ГОСТ 8338-75

Подбор шпонок

 

Под зубчатое колесо

Рабочая длина шпонки

 

, (106)

 

где - длина шпонки; - ширина шпонки;

.

Окружная сила смятия

 

, (107)

 

.

Площадь смятия

 

, (108)

 

где - высота шпонки; - глубина паза вала;

.

Напряжения смятия

 

, (109)

.

Условие прочности на смятие выполняется

исполнение: Шпонка 22х 14х 63ГОСТ 23360-78

Под звездочку

Рабочая длина шпонки

.

Окружная сила смятия

.

Площадь смятия

.

Напряжения смятия

.

Условие прочности на смятие выполняется

исполнение: Шпонка 14х 9х 60ГОСТ 23360-78

Подбор муфты

 

Расчетный вращающий момент

 

, (110)

 

где - вращающий момент вала;

.

Присоединительные размеры концов валов

Электродвигателя: d = 48мм, l = 110 мм;

Редуктора: Коническое исполнение d = 45мм, l = 82мм.

Выбираем муфту: Втулочно-пальцевая муфта ;

Муфта 55-1-45-3 У 2 ГОСТ 21424-93.

Выбор смазочного материала редуктора

 

; ;

Марка смазочного масла И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4.