Привод ковшового элеватора

К_з -- коэффициент затяжки, К_з = 1,5;

F_p = [1,5 ? (1 - 0,27) + 0,27] ? 1402,25 = 1914,07 H;

A -- площадь опасного сечения винта, мм²:

А = ? d_p² / 4, (11.5)

d_p ? d₂ - 0,94 p -- расчетный диаметр винта; р -- шаг резьбы, р = 1,75мм; d₂ -- наружный диаметр винта, d₂ = 12 мм.

d_p ? 12 - 0,94 ? 1,75 = 10,355 мм,

А = 3,14 ? 10,355² / 4 = 84,17 мм².

[?] -- допускаемое напряжение при неконтролируемой затяжке, [?] = 0,25 ? ?_? = 0,25? 300 = 75 H/мм².

?_экв = 1,3 ??1914,07 / 84,17 = 30 ? 75 H/мм²

10.3 Проверочный расчет валов

Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и растяжения.

Условие прочности:

S ? [S], (11.6)

где [S]= 1,5 -- допускаемое значение коэффициента запаса прочности.

1. Определим напряжения в опасных сечениях быстроходного вала:

??????_а = М?10³/ W_нетто, (11.7)

????_a = М_кр?10³/ (2?W_снeтто ), (11.8)

где -- ?_a и ?_a амплитуда напряжения и цикла соответственно;

М -- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом опaсном сечении,

Н ? м;

М_кр -- крутящий момент, Н ? м;

W_нетто -- осевой момент сопротивления сечения вала, мм³;

Wс_нетто -- полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³;

?_а = ?70,7? 1000 / 2195,2 = 32,2 Н / мм²,

?_a = 3 Н / мм².

2. Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

(K_?)_D = K_? / K_d + K_F - 1, (11.9)

(K_?)_D = K_? / K_d + K_F - 1, (11.10)

где К_? и K_? -- эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

K_d -- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

К_F -- коэффициент влияния шероховатости;

(K_?)_D = 1,65 / 0,73 + 1, 5 - 1 = 2,76

(K_?)_D = 1,45/ 0,73 + 1,5 - 1 = 2,49

3. Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н / мм²:

(?_-1)_D= ? _-1 / (K?)_D = 410 / 2,76 = 148,55 Н / мм²,

(? _-1)_D = ? _-1 / (K?)_D = 0,58 ? _-1 / (K_?)_D = 0,58 ? 410 / 2,49 = 95,5 Н / мм²,

где -- ? _-1 и ??_-1 пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм².

4. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 148,55 / 32,2 = 4,61,

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 95,5 / 3 = 31,83.

5. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_? s_? /vs_?² + s_?² = 4,61 ? 31,83 / v4,61 ² + 31,83 ² = 4,56 ? [S] = 1,5.

6. Рассмотрим опасное сечение на 2-й ступени быстроходного вала

?_а = ?70,7? 1000 / 1562,5 = 45,25 Н / мм²,

?_a = ?70,7? 1000 / (2?0,2?15625) = 11,3 Н / мм².

7. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 148,55 / 45,25 = 3,28,

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 95,5 / 11,3 = 8,45.

8. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_? s_? /vs_?² + s_?² = 3,28?8,45 / v3,28 ² + 8,45 ² = 3,06 ? [S] = 1,5.

9. Определим напряжения в опасных сечениях тихоходного вала:

?_а = ?102 ? 1000 / 0,1 ? 74088 = 13,8 Н / мм²,

?_a = ?104,8 ? 1000 / (2 ? 0,2 ? 74088) = 3,5 Н / мм².

10. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 148,55 / 13,8 = 10,76

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 95,5 / 3,5 = 27,3

11. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_? s_? /vs_?² + s_?² = 10,76 ? 27,3 / v10,76 ² + 27,3 ² = 10 ? [S] = 1,5.

12. Определим напряжения в опасных сечениях тихоходного вала на 2-й ступени:

?_а = ?102 ? 1000 / 4287,5 = 23,8 Н / мм²,

?_a = ?104,8 ? 1000 / (2 ? 0,2 ? 42875 ) = 6,1 Н / мм².

13. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 148,55 / 23,8 = 6,24

s_? = (?_-1)_D / ?_a = 95,5 / 6,1 = 15,65

14. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_? s_? /vs_?² + s_?² = 6,24 ? 15,65 / v6,24 ² + 15,65 ² = 5,8 ? [S] = 1,5.

Таблица 10.1 Результаты проверочных расчетов

Задача 11. Технический уровень редуктора

Технический уровень целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим отношение затраченных средств и полученного результата. «Результатом» является вращающий момент Т₂, Н·м. Мерой затраченных средств является масса редуктора m, кг.

11.1 Определение массы редуктора

Масса редуктора определяется по формуле:

m = ц•r •V·10^-9, (12.1)

где ц - определяем по графику 12.1 [1, с.263] (ц = 0,465);

r -- плотность чугуна (r = 7400 кг/м³);

V - условный объем редуктора:

V = LxBxH = 258x170x197 = 8640420 мм³.

m = 0,465•7400•8640420•10 ^-9 = 29,7 кг.

11.2 Определение критерия технического уровня редуктора

? = m / T₂ , (12.2)

где Т₂ - вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н·м.

? = ?29,7 / 105,4 = 0,282

Полученные данные представляем в виде табл. 12.1.

Таблица 11.1 Технический уровень редуктора

Литература

Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М., 1991

Иванов М.Н. Детали машин. М., 1984