13.9. Проверочный расчет вала исполнительного органа на выносливость

Определим запас прочности из условия прочности:

где – запас прочности по нормальным напряжениям,

- запас прочности по касательным напряжениям.

Из данного условия прочности, выразим запас прочности n в чистом виде:

где [n]=2…3 – допустимый запас прочности, предшествующий разрушению.

где – эффективные коэффициенты концентрации напряжений (коэффициенты берутся с учетом напряжения шпоночного паза в сечении);

- коэффициент упрочнения материала;

– масштабный фактор, зависящий от размера (с учетом работы вала в данном сечении),

- коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла нагружения,

– амплитудные значения,

– значения цикла.

Условие прочности выполнено, запас п рочности обеспечен.

13.10. Проверочный расчет подшипников исполнительного органа на ресурс

Эквивалентная нагрузка на подшипник:

где F_r – радиальная нагрузка;

F_a – осевая нагрузка;

X, Y – коэффициенты учитывающие радиальную и осевую нагрузки соответственно,

K_б – коэффициент безопасности;

K_т – коэффициент температуры;

V – коэффициент вращения кольца;

Учитывая, что F_a = 0 и X = 1, для радиального подшипника приведенная динамическая нагрузка найдется из равенства:

где V = 1,

K_Б = 1.5,

K_Т = 1.

R_B = 6542 (Н) – сила действующая на второй подшипник вала и.о.

Базовая динамическая радиальная грузоподъемность : С_r = 31 (кН)=31000 (Н).

Определяем по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс подшипника:

где: a₁ =1 – коэффициент долговечности, при вероятности безотказной работы 90%;

a₂₃ = 0,6 – коэффициент, характеризующий влияние на долговечность материала подшипника и условий его эксплуатации, для шарикоподшипников сферических двухрядных.

k =3 – показатель степени, для шарикоподшипников сферических двухрядных подшипников.

n =11,94 – частота вращения вала исполнительного органа.

Сравниваем с требуемым ресурсом:

³ 11000.

Полученный ресурс удовлетворяет требованиям, подшипники работоспособны.

Рисунок 18 – Барабан приводный (ИО1)

14. Проектирование муфты

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать комбинированную муфту: компенсирующую, предохранительную. В качестве компенсирующей выберем зубчатую полумуфту, а в качестве предохранительной – фрикционную конусную полумуфту.

Зубчатые муфты обладают высокой несущей способностью и надежностью при малых габаритных размерах; дисковые имеют следующие свойства: большая несущая способность при малых габаритных размерах, особенно по диаметру, плавность срабатывания, простота эксплуатации и ухода.

14.1. Параметры зубчатой полумуфты

Параметры зубчатой полумуфты возьмем стандартные по ГОСТ 5006-55.

Проектировочные размеры зубчатой полумуфты:

Номинальный размер шлицев

Ширина шлица

Длина ступицы

Диаметр крышки

Ширина зубчатого венца

Модуль зацепления

Число зубьев

14.2. Проверочный расчет зубчатой полумуфты

Проверочный расчет зубчатой полумуфты по напряжениям смятия рабочих поверхностей зубьев.

Условие прочности определяется формулой:

где –площадь смятия зуба.

– делительный диаметр, мм;

количество зубьев;

Условие прочности по данному критерию выполняется.