Проектирование приводной станции пластинчатого конвейера

?Fкx = 0: R_АX -R_ВX - Ftк+ Ftц = 0 => R_АX = Ftк - Ftц+R_ВX

R_АX = 2194-3621+1525,35 = 98,35 Н

Проверка: ?Мв (Fк) = 0: -R_АX*1,09+ Ftк*0,72- Ftц*0,34=

=98,35*1,09+2194*0,72-3621*0,34=0

Строим эпюры изгибающих моментов:

1 участок

0?Z₄?0,37

?Мо4 (Fк) = 0: Ми- R_АX*Z₄=0 => Ми = R_АX* Z₄

При Z₄ = 0 Ми =0

При Z₄ = 0,37 Ми = 98,35*0,37 = 47,2 Н

2 участок

0?Z₅?0,38

?Мо5 (Fк) = 0: Ми- R_АX*(0,37+Z5)+Ftк* Z₅=0 => Ми = R_АX*(0,37+Z5)-

Ftк* Z₅

При Z₅ = 0 Ми = 0

При Z₅ = 0,38 Ми = 98,35*0,75-2194*0,38 = -518,6 Н

3 участок

0?Z₆?0,34

?Мо6 (Fк) = 0: -Ми- R_ВX*Z₆=0 => Ми =- R_ВX* Z₆

При Z₆ = 0 Ми =0

При Z₆ = 0,34 Ми = -1525,35*0,34 = -518,6 Н

По полученным данным строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.

Определяем нагрузку в опасном сечении:

Ми1 = v(450,86²+47,2²) = 453 Н

Ми2 = v(212,6²+518,6²) = 560,5 Н

Опасное сечение во второй точке.

Определяем эквивалентное напряжение:

у_экв = v( у_z²+3ф²), где по условию пластичности Мизеса у_z = Ми^опасн/Wос

у_z = 560,5/ Wос; ф = Мкр/2Wос = 126,76/2Wос = 63,38/Wос

у_экв = v[(560,5/Wос)²+3*(63,38/Wос)²] = 571/Wос ? [у]

Wос = р*d³/32 = 571/[у]

d =³v[(571*32)/(3,14*250*10⁶)] = 2,85*10^-2=28,5 мм

Исходя из предварительно принятого диаметра под подшипник 35 мм, условие прочности выполняется т.к. 35 мм > 28,5 мм

Подбор подшипников

Подшипники подбираем по более нагруженному участку

Определяем наиболее нагруженную опору

R_А = v(939,39²+98,35²)=944,5 Н

R_В = v(625,34²+1525,35²)=1648,5 Н

Опора В наиболее нагружена.

Подбираем подшипник

Условное обозначение	d мм	D мм	B мм	Грузоподъёмность
				С кН	С0 кН
7507А1	35	72	23	70	83

Отношение

F_а / С₀ = 759,5/83000 = 0,0091 - этой величине соответствует е=0,1

Отношение F_а / R_В =759,5/1648,5=0,46 > е

Х=0,88 У=1,6

Рассчитываем эквивалентную нагрузку:

Р_э = (XVR_B+УF_а)*К_б*К_т

где: V = 1 - вращается внутреннее кольцо подшипника;

К_б=1 - коэффициент безопасности

К_т=1 - температурный коэффициент

Р_э = (0,88*1*1648,5+1,6*759,5)*1*1=2666 Н

Расчётная долговечность млн. об.

L= (C/ Р_э)³=(70000/2666)³=18101 млн.об.

Расчётная долговечность, ч.

L_h = (L*10⁶)/(60*n) = (18101*10⁶)/(60*462) = 625,99*10³ часов

Фактическое время работы редуктора L_F = 46954 часа

L_F = 46954 < L_h =625990

Подшипник пригоден к эксплуатации на весь срок службы редуктора.

Предварительные размеры ведомого вала:

Расчёт на прочность ведомого вала:

Данные нагрузок на коническую шестерню берём из расчётов:

F_t =3621 Н - окружная сила

F_r = 1318 Н - радиальная сила

Переносим F_t к оси вала для расчёта реакции опор в горизонтальной плоскости (по оси ОХ) F_t = 3621 Н

Расчёт реакций опор в вертикальной плоскости:

?Ма (Fк) = 0: R_ВУ*(0,51+0,58)-Fr*0,51 = 0 => R_ВУ= (Fr*0,51)/1,09

R_ВУ= (1318*0,51)/1,09 = 616,68 Н

?Fку = 0: R_ВУ+R_АУ- Fr = 0 => R_АУ = -R_ВУ+ Fr

R_АУ = -616,68+1318 = 701,32 Н

Проверка:?Мв(Fк)= 0: -R_АУ*(0,51+0,58)+Fr*0,58=-

701,32*1,09+1318*0,58=0

Строим эпюры изгибающих моментов:



1 участок

0?Z₁?0,51

?Мо1 (Fк) = 0: Ми- R_АУ*Z₁=0 => Ми = R_АУ* Z₁

При Z₁ = 0 Ми =0

При Z₁ = 0,51 Ми = 701,32*0,51 = 357,6 Н

2 участок

0?Z₂?0,58

?Мо2 (Fк) = 0: -Ми+ R_ВУ* Z₂=0 => Ми = R_ВУ* Z₂

При Z₂ = 0 Ми = 0

При Z₂ = 0,58 Ми = 616,58*0,58 = 357,6 Н

По полученным данным строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости.

Расчёт реакций опор в горизонтальной плоскости:

?Ма (Fк) = 0: R_ВX*(0,51+0,58)-Ft*0,51 = 0 => R_ВX= (Ft*0,51)/1,09

R_ВX= (3621*0,51)/1,09 = 1694,2 Н

?Fкx = 0: R_ВX+R_АX- Ft = 0 => R_АX = -R_ВX +Ft

R_АX = 3621-1694,2 = 1926,8 Н



Проверка:

?Мв (Fк) = 0:

-R_АX*(0,58+0,51)+ Ft*0,58= 1926,8*1,09+3621*0,58=0

Строим эпюры изгибающих моментов:

1 участок

0?Z₃?0,51

?Мо3 (Fк) = 0:Ми-R_АX*Z₃=0 => Ми = R_АX* Z₃

При Z₃ = 0 Ми =0

При Z₃ = 0,51 Ми = 1926,8*0,51 = 982,6 Н

2 участок

0?Z₄?0,58

?Мо4 (Fк) = 0: -Ми+ R_ВX * Z₄=0 => Ми = R_ВX * Z₄

При Z₄ = 0 Ми = 0

При Z₄ = 0,58 Ми = 1694,2*0,58 = 982,6 Н

По полученным данным строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.



Определяем нагрузку в опасном сечении:

Ми = v(357,6²+982,6²) = 1045,6 Н

Определяем эквивалентное напряжение:

у_экв = v( у_z²+3ф²), где по условию пластичности Мизеса у_z = Ми^опасн/Wос

у_z = 1045,6/ Wос; ф = Мкр/2Wос = 560/2Wос = 280/Wос

у_экв = v[(1045,6/Wос)²+3*(280/Wос)²] = 1152,6/Wос ? [у]

Wос = р*d³/32 = 1152,6/[у]

d =³v[(1152,6*32)/(3,14*250*10⁶)] = 3,62*10^-2=36,2 мм

Исходя из предварительно принятого диаметра под подшипник 60 мм, условие прочности выполняется т.к. 60 мм > 36,2 мм

Подбор подшипников

Подшипники подбираем по более нагруженному участку

Определяем наиболее нагруженную опору

R_А = v(701,32²+1926,8²)=2050,5 Н

R_В = v(616,68² +1694,2²)=1803 Н

Опора В наиболее нагружена.

Подбираем подшипник ГОСТ 8338

Условное обозначение	d мм	D мм	B мм	Грузоподъёмность
				С кН	С0 кН
60х110х25	60	110	25	137	176

Рассчитываем эквивалентную нагрузку:

Р_э = (XVR_B)*К_б*К_т

где: V = 1 - вращается внутреннее кольцо подшипника;

К_б=1 - коэффициент безопасности

К_т=1 - температурный коэффициент

Р_э = (0,8*1*2050,5)*1*1=1640,4 Н

Расчётная долговечность млн. об.

L= (C/ Р_э)³=(70000/1640)³=77761 млн.об.

Расчётная долговечность, ч.

L_h = (L*10⁶)/(60*n) = (77761*10⁶)/(60*95,55) = 13,56*10⁶ часов

Фактическое время работы редуктора L_F = 46954 часа

L_F = 46954 < L_h =13560000

Подшипник пригоден к эксплуатации на весь срок службы редуктора.



9. Подбор и проверочный расчет муфты

Для соединения ведомого вала редуктора с валом барабана ленточного конвейера выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую по ГОСТ 21424-75-приложение

Произведем проверочный расчет резиновых втулок.

Расчетный момент

Тр=kpТ3,

где Тр - Расчетный момент, Н·м;

kp=1,25…1,5 - коэффициент режима работы для пластинчатого транспортера.

Т3-момент передаваемый муфтой, Н·м.

Тр=1,25·560=700 Н·м

По ГОСТ 21424-75 выбираю муфту МУВП-50 с [T]=700 Н·м; d=50 мм;

D=190 мм; dn=14 мм; Св=37



10. Выбор посадок

Посадки назначаем в соответствии с рекомендуемыми

Посадка зубчатого конического колеса на вал Н7/m6

Посадка зубчатого цилиндрического колеса на вал Н7/m6

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала m6.

Отклонения отверстий в корпусе под наружное кольцо по Н7.

Посадка распорных колец, сальников на вал Н8/h8



11. Смазка редуктора

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса на ведомом валу в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение тихоходного колеса на 10 мм. Объём масляной ванны определяем из расчёта 0,25 дм³ масла на 1 кВт передаваемой мощности: V=0,25*6,715= 1,7 дм³. По таблице устанавливаем вязкость масла. Для быстроходной ступени рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28*10⁶ м²/с. Для тихоходной ступени рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 34*10⁶ м²/с. Средняя вязкость масла: V = (V1+V2)/2= (28*10⁶+34*10⁶)/2= 31*10⁶ м²/с.

По таблице принимаем масло индустриальное И-30А (по ГОТС 20799-75)

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя Т.1 М. «Машиностроения» 1980г.

2. Чернилевский Д.В. Курсовое проектирование деталей машин и механизмов М. «Высшая школа» 1980г.

3. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин Н.М. и др. Курсовое проектирование деталей машин. М. «Машиностроения» 1988г.

4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М. «Высшая школа» 1991.

5. ГОСТ 2.104-68 ЕСКД Основные надписи.

6. ГОСТ 2. 105-95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам.

7. ГОСТ 2. 306-68 ЕСКД Обозначение графических материалов и правила нанесения их на чертежах.

8. ГОСТ 2. 316-68 ЕСКД Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.

9. Дзюба В.П. Методические указания для студентов по выполнению курсового проекта по дисциплине детали машин, Белогорск 2006.