Проверка статистической прочности вала.

Курсовая работа.

На тему:

“Конструирование и рассчёт

основных элементов

привода.”

Вариант 6

(+шаг 3).

Выполнила: студентка гр.ЭС-22 Жданова Д.В.

Проверил: Кайгородцев А.В.

Киров

2002г.

Задание: спроектировать и рассчитать ведущий и ведомый валы одноступенчатого прямозубого редуктора, входящего в состав привода ленточного транспортера.

Исходные данные:

-полезная сила, передаваемая лентой транспортера … кH;

-рабочая скорость ленты ………………………………. ;

-диаметр ведущего барабана …………………………… мм

-редуктор цилиндрический горизонтальный;

-материал валов и зубчатых колес – сталь Ст6, ………. МПа;

-углы наклона линий центров к горизонту шкивов и звездочек соответственно;

-номинальная долговечность подшипников качения редуктора -

Этап. Кинетический и силовой расчет привода.

1.1 Схема привода.

1 – электродвигатель;

2 – передача клиноременная;

3 – редуктор цилиндрический одноступенчатый;

4 – передача цепная;

5 – барабан ведущий ленточного транспортера.

Тип редуктора

α – угол наклона линии центров шкивов к горизонту;

β – угол наклона линии центров звездочек к горизонту.

1.2 Общий КПД привода.

Примем для клиноременной передачи , для прямозубого цилиндрического редуктора ,для открытой цепной передачи и для каждой пары подшипников .

1.3 Мощность на барабане.

1.4 Требуемая мощность электродвигателя.

1.5Общее передаточное число.

1.6 Рабочая скорость барабана.

1.7 Диапазон возможных скоростей электродвигателя.

1.8 Выбор электродвигателя.

Выберем по каталогу электродвигатель 4А160S4У3

1.9 Фактическое общее передаточное число.

1.10 Распределение общего передаточного числа между, ступенями привода.

Примем для зубчатого редуктора , а для цепной передачи .

Тогда .

Примем .

1.11 Определение моментов на валах и скоростей их вращения.

1 вал – вал электродвигателя.

2 вал.

Вал.

проп4 вал.

1.12 Проверка вычислений.

Следовательно, все необходимые вычисления выполнены, верно.

2. Определение нагрузок на валу редуктора.

Ведущий вал.

Нагрузку от клиноременной передачи определяем ориентировочно. Диаметр ведущего шкива.

, - в Н мм.

берем из первого этапа.

= 19,67Нм.=19670Нмм

мм

Примем по стандарту =80 мм.

Тогда диаметр ведомого шкива

мм

Примем по стандарту =250 мм.

Окружное усилие клиноременной передачи

Ориентировочное усилие ременной передачи, действующее на вал:

H Примем =1,5 кH.

Нагрузку на вал от прямозубой цилиндрической передачи также определяется ориентировочно.

Делительный диаметр шестерни.

, - в Нмм.

Момент на ведомом валу редуктора соответствует моменту всего привада, т.е. =220,3 Нм.

Коэффициент зависит от марки стали.

Углеродистая сталь 50, =700 МПа, =1,95, =4.

мм.

Примем =50 мм.

Делительный диаметр зубчатого колеса:

мм.

Окружное усилие зубчатой передачи:

Н.

Примем = 2,2 кН.

Радиальное усилие передачи:

кН.

Примем =0,8 кН.

Ведомый вал.

Определяем нагрузку от цепной передачи.

Число зубьев ведущей звездочки

Число зубьев ведомой звездочки:

Усилие, передаваемое цепью на вал.

- коэффициент, зависящий от угла наклона линии центров ().

- начальное натяжение цепи, вызванное ее собственным весом.

, =1,05.

Окружное усилие цепной передачи:

, где

По кинематическому расчету (1 этап, пункт) угловая скорость ведущей звездочки . При такой скорости шаг =25,4 мм.

Диаметр делительной окружности ведущей звездочки:

мм.

Окружное усилие:

Н.

Примем =2,85 кН.

Нагрузки на ведомый вал от зубчатой передачи такие же, что и на ведущий, т.е.

=2,2 кН, =0,8 кН.

3.Конструирование и расчет валов редуктора.

Ведущий вал.

Из предыдущих расчетов берем:

Моменты на валах =57,35Н м, =220,3 Н м, делительные диамет-ры шестерни и колеса =50 мм и =200 мм.

Межосевое расстояние:

мм.

Ширина венца зубчатого колеса:

, где -коэффициент ширины венца.

Для прямозубых цилиндрических передач при симметричном расположении

колес =0,4…0,5.

Примем =0,5.

мм.

Ширина венца шестерни выполняется на 2…4 мм больше, что обеспечивает

перекрытие зубьев по их длине для лучшей приработке.

мм.

Диаметр вала под ведомый шкив клиноременной передачи (диаметр хвосто-вика вала).

где =15…20 МПа –допускаемое касательное напряжение при кручении, пониженное для учета изгиба хвостовика нагрузкой от ременной передачи.

мм.

Т.к. шпоночная канавка под шкив ослабляет сечение вала, его диаметр увеличивают на 5…8 %.

мм.

Примем с учетом стандарта =25 мм

Примем с учетом стандарта ……………………. =25 мм.

Диаметры остальных участков вала принимаем с последовательным их увеличением.

Диаметр вала под уплотнение …………………. мм;

Диаметр вала под подшипник качения ………. мм;

Диаметр вала под шестерню …………………… мм;

Диаметр буртика для упора шестерни ………… мм.

С учетом мм, выбираем по стандарту радиальный, однорядный, несамоустанавливающийся шарикоподшипник легкой серии 206.

Параметры подшипника:

внутренний диаметр ……………………………… =30 мм;

наружный диаметр …………………………………D=62 мм;

ширина ………………………………………………B=16 мм;

динамическая грузоподъемность …………………..C_r=19,5 кН.

Т.к. диаметр вала под шестерню мм отличается от делительного диаметра шестерни =50 мм незначительно, шестерня выполняется за одно целое с валом (вал-шестерня).

Длины отдельных участков вала.

Длина хвостовика .

Примем мм.

Длину участка вала под уплотнение можно принять равной ширине подшипника мм.

Для предотвращения вымывания консистентной смазки из подшипников жидкой смазкой редуктора с внутренней стороны на валу устанавливаются мазеудерживающие кольца. Их ширина принимается равной 8…12 мм.

Между внутренней стенкой корпуса редуктора и боковой поверхностью шестерни должен быть обеспечен зазор А = 8…10 мм.

Таким образом, длина консольной части вала:

мм.

Половина длины пролетной части вала:

мм.

Вся длина пролета мм.

По полученным размерам вычерчиваем эскиз вала, схему его нагужениявнешними силами, определяем опорные реакции в подшипниках в вертикальной и горизонтальной плоскостях и строим эпюры внутренних усилий и .