Проектирование приводной станции к шнеку мойки агрегата комбисилосов

n="justify">     Радиальная  сила в зацеплении

       

     Окружная  сила, действующая на тихоходный вал  от зубчатого колеса тихоходной передачи 

       Н.

     Радиальная  сила в зацеплении

       
 

     Сила  от муфты, действующая на тихоходный вал редуктора. 

     F_м=0,2…0,3F_tм(5.3)

     гдеF_tм=2*Т_т*1000/d_э=2*402*1000/140 = 5742 Н 

       – окружная сила на элементах  муфты, передающих крутящий момент. 
 

     F_м=0,2…0,3*5742=1148 Н.

       

     Принимаем F_м=1150 Н.

     Определение опорных реакций  и проверка долговечности  подшипников

     В соответствии с первым этапом компоновки составляем расчетные схемы для  определения реакций в подшипниках. Для быстроходного вала – рис. 5.1, для промежуточного вала – рис. 5.2, для тихоходного вала – рис. 5.3.

     

     Рис. 5.1. Расчетная схема быстроходного  вала редуктора. 

     

     Рис. 5.2. Расчетная схема промежуточного вала редуктора.

     

     

     

     Рис. 5.3. Расчетная схема тихоходного  вала редуктора. 

     По  расчетным схемам составляем уравнения  равновесия и определяем неизвестные  реакции опор.

     Для быстроходного вала: 

     -F_rб1*l₂-R_Бу*(l₂+l₃)=0;

     R_Бу= -F_rб1*l₂/ (l₂+l₃)=-417*58/(58+58)= -208 Н;

     F_rб1*l₃+R_Ay*(l₂+l₃)=0;

     R_Ay= -F_rб2* l₃/(l₂+l₃)=-417*58/(58+58)=-208 Н;

     F_tб1*l₂-R_Бx*(l₂+l₃)-F_кл.рем*l₁=0;

     R_Бx= (F_tб1*l₂- F_кл.рем*l₁)/ (l₂+l₃)=(1148*58-451*84)/(58+58)=247 Н;

     -F_tб1*l₃+R_Ax*(l₂+l₃)-F_кл.рем*(l₁+l₂+l₃)=0;

     R_Ax= (F_tб1*l₃+ F_кл.рем*(l₁+l₂+l₃))/ (l₂+l₃)=

     =(1148*58+451*(84+58+58))/(58+58)=1351 Н. 

     Для промежуточного вала находим: R_Ay=1180Н; R_Бу=747Н; R_Ax=-3246Н; R_Бx=-2054Н.

     Для тихоходного вала находим: R_Ay=893Н; R_Бу=570Н; R_Ax=2080Н; R_Бx=3089Н.

     Нагрузка  на подшипники быстроходного вала:

     подшипник А Н;

     

     подшипник Б Н.

     Нагрузка  на подшипники промежуточного вала:

     подшипник А Н;

     подшипник Б  Н.

     Нагрузка  на подшипники тихоходного вала:

     подшипник А  Н;

     подшипник Б  Н.

     Быстроходный  вал

     Расчет  ведем по левой опоре т.к. R_А > R_В, а осевые силы не действуют._.

     Предварительно выбираем подшипник шариковый радиальный средней серии №500305.

     Определяем  эквивалентную динамическую нагрузку: 

      (5.4) 

     где Х = 1– коэффициент радиальной нагрузки,

     V = 1 – коэфф., учитывающий какое кольцо вращается,

     К_Т = 1 – коэфф., учитывающий температуру подшипника,

     К_s = 1,5 – коэфф. безопасности для средних условий работы.

     Получаем: 

     Р=1*1*1367*1*1,5= 2050 Н. 

     Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

     Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность 

      ,(5.5)

     

     

     Получаем

       

     Динамическая  грузоподъемность выбранного подшипника С=22500 Н.

     Условие С_расч£С выполняется и подшипник подходит по динамической грузоподъемности.

     Промежуточный вал

     Расчет  ведем по левой опоре т.к. R_А > R_Б.

     Предварительно  выбираем подшипник шариковый радиальный средней серии №500305.

     Определяем  эквивалентную динамическую нагрузку по (5.4): 

     Р=1*1*3454*1*1,5= 5181 Н. 

     Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность по (5.5)

     

     Динамическая  грузоподъемность выбранного подшипника С=22500 Н.

     Условие С_расч£С не выполняется и подшипник не подходит по динамической грузоподъемности, поэтому принимаем подшипник роликовый радиальный 2305, динамическая грузоподъемность выбранного подшипника С=28600 Н, что удовлетворяет условию С_расч£С

     Тихоходный  вал

     Расчет  ведем по правой опоре т.к. R_Б > R_А.

     Предварительно  выбираем подшипник шариковый радиальный средней серии №50310.

     Определяем  эквивалентную динамическую нагрузку по (5.4): 

     

     

     Р=1*1*3141*1*1,5= 4712 Н. 

     Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность по (5.5)

       

     Динамическая  грузоподъемность выбранного подшипника С=61800 Н.

     Условие С_расч£С выполняется и подшипник подходит по динамической грузоподъемности.

 

6. Проверка  шпоночных соединений

 

     В соответствии с компоновкой выбираем следующие шпонки:

     Под ведомым шкивом клиноременной передачи

     Шпонка  6´6´45 ГОСТ 23360-78.

      (6.1)

     гдеТ – крутящий момент на валу, Нм,

     l_p – рабочая длина шпонки, мм:

     для шпонки исполнения 1: ; для шпонки исполнения 2: ; для шпонки исполнения 3: ,

     l – полная длина шпонки, b – ширина шпонки, h – высота шпонки, мм,

     t₁ – глубина паза вала, мм,

     d – диаметр вала, мм.

     [s_см] = 60…100 МПа – допустимое напряжение смятия для стали.

     Получаем

       

     Под шестерней промежуточного вала

     Шпонка  8´7´36 ГОСТ 23360-78. 

       

 

     Под блоком шестерен тихоходного вала нарезаны шлицы

     Шлицы 4´4´120 ГОСТ 23360-78.

     

     Принимаем 2 шлица (исходя из конструктивных соображений)

     Под муфтой

     Шпонка  10´8´36 ГО6СТ 23360-78. 

     

     Все шпонки пригодны для использования  по напряжениям смятия.

 

7. Уточненный  расчет валов

 

     В качестве материала для валов  выбираем сталь 40Х, характеристики которой приведены в табл. 7.1 [1, стр. 268]. 

     Таблица 7.1 – Механические характеристики материала валов

     Быстроходный  вал

     Пользуясь расчетной схемой (рис. 5.1) строим эпюры  изгибающих и крутящего моментов (рис. 7.1). Затем находим опасные сечения вала для которых производим уточненный расчет.

     

     

     Рис. 7.1. Эпюры изгибающих и крутящих моментов для быстроходного вала

     

     Произведем  уточненный расчет для опасного сечения.

     Момент  сопротивления изгибу по формуле 

       мм³ (7.1) 

     где d_m = 25 мм – диаметр вала; 

     Амплитудные напряжения изгиба: 

     s_а=М_изг/W_иН=37900/1562=24,2 МПа.(7.2) 

     Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом  сечении 

      (7.3) 

     гдеk_s =2,0 – коэффициент концентрации напряжений по изгибу [1, стр. 76];