Решение
1. Подбор муфты.
Подбор муфты производится по номинальному вращающемуся моменту и диаметру вала.
Номинальный вращающий момент:
.
Максимальный вращающий момент равный расчетному вращающему моменту, определяется с учетом динамической нагрузки:
,
где: Кр – динамический коэффициент нагрузки, зависимый от типа машины и типа двигателя назначаем по таблице 1, для ленточного конвейера Кр=1,5.
По табл. 3.3 [1] подходит муфта со следующими параметрами и размерами
Тн = Т = 300 Нм ; d=40 мм ; L=113; B=25мм;
n = 3500 об/мин ; D = 160мм; I = 80;
число пакетов m = 6.
Упругая муфта с радиальным пакетом плоских пружин имеет средние компенсирующие способности в пределах: допускаемые радиальные смещения осей валов r =0,7…1,3мм; допускаемые угловые смещения осей валов =10 в зависимости от передаваемого вращающего момента. Точные данные приведены в таблице 4.
Эта муфта подходит по диаметру вала и имеет Т > Тmax, что приводит к запасу работоспособности и надежности работы.
Эта муфта имеет упругий элемент переменной жесткости, что дает возможность гашения динамических нагрузок при всех режимах работы, т.е. как при пусковых перегрузках, так и при рабочих. Конструкция муфты представлена на рисунке 3.1.
Размеры плоских пружин определяем, исходя из практики проектирования.
R
= d
= 40мм.
b
= B
– (5…8) мм = 25 – 5 =20 мм. Iı
= (0,4…0,5)D
−R
= 0,45 · 160 −
40 =32 мм.а
= (0,1…0,2)d
= 0,2 · 40 = 8 мм.
2. Расчет пакета плоских пружин (рис.3.2).
2.1. Выбираем материал для пластины.
Стальная пружина − термообработанная холоднокатаная лента по ГОСТ 21996-76. Класс прочности 2П с [σ]и = 1130 МПа (табл. 2).
2.2.Размеры поперечного сечения пластины b S= 20 0,4,
где: b – ширина пластины b = B − (5….7)мм = 25 − 5=20 мм.
S − толщина пластины, назначенная в зависимости от ожидаемого числа пластин в пакете i.
Принимаем S = 0,4 мм.
Момент сопротивления изгибу пластины:
2.3 Наибольшая нагрузка на пакет пружин:
.
2.4. Из условия прочности на изгиб пластины определяем потребное число пластин в пакете:
Принимаем i=5.
Число
пластин в пакете i
10 . Оптимальное число пластин i=4…6.
Значит толщина пластины назначена
правильно, т.к. действительное число
пластин в пределах рекомендуемого.
2.5. Определяем предельный угол поворота полумуфт:
рад,
где: J – момент инерции сечения пластин
Е – модуль упругости для стали Е = 2,1·105 МПа.
2.6. Определим угол профиля паза:
рад
или в градусах αº= α ·57 = 3,65º
Принимаем α =3,65˚− 0,1.
Максимальный угол деформации пластины.
рад.
2.7. Координата точки 2 (см. фиг.3г.):
рад
;
.
Координата точки 1:
рад
;
.
Для промежуточных точек 1-2 значения:
;
Значение X можно задаваться в пределах от а до 1.
Задача IV. Спроектировать и проверить прочность элементов упругой муфты со стальными стержнями для привода элеватора. Муфта устанавливается между валами редуктора и элеватора. Исходные данные:
мощность передаваемая муфтой Р = 4 Квт;
частота вращения n = 300 об/мин;
диаметры валов, соединенных муфтой d =32….35 мм.