4.4. Орієнтовний розрахунок валів приводу

Перший етап конструювання приводу- розроблення ескізного проекту, що потребує визначення міжосьових відстаней, діаметрів і ширини шківів, зубчастих колі і розмірів черв’яків. Виконуючи ескізний проект, визначають розміщення деталей передач, відстані між ними, орієнтовні діаметри ступенів валів, вибирають типи підшипників і схеми їх установлення. Під час виконання проектного розрахунку на початковому етапі відомі лише деталі, розміщенні на валах, та діючі зовнішні навантаження у вигляді обертальних (крутних) моментів, які передаються валами.

Діаметри валів на початковому етапі розрахунку визначаемо у характерних перерізах за умовою міцності на кручення.

Діаметри вихідних кінців валів (мм) для перерізів, у яких діє тільки крутний момент, визначаємо за формулою

(4.18)

де обертальний (крутний) момент, Нм, визначений за формулами (1.12), (1.13), (1.15) і (1.16); допустиме напруження на кручення, МПа. У цьму разі для сталевих валів Мпа. Меньші значення беруться для швидкохідних валів, більші- для тихохідних.

Для проміжного валу, який зазнае згину у всіх перерізах, а ділянка вала між зубчастими колесами додатково скручується заздалегіть береться заниженим допустиме напруження МПа.

Діаметр вала двигуна:

орієнтовно приймаємо

Діаметр тихохідного вала пасової передачі

орієнтовно приймаємо

Діаметр швидкохідного вала редуктора

орієнтовно приймаємо

Діаметр тихохідного вала редуктора

орієнтовно приймаємо , керуючись рядом нормальних лінійних розмірів відповідно до ГОСТ 6636-69

Діаметр проміжного вала редуктора

орієнтовно приймаємо , керуючись рядом нормальних лінійних розмірів відповідно до ГОСТ 6636-69

4.5. Розрахунок клинопасової передачі

Дані для розрахунку: - потужність, що передається ведучім шківом; -частота обертання ведучого шківа; - попередне значення передаточного числа клинопасової передчі. Характер навантаження:

- значні коливання навантаження. Максимальне короткочасне навантаження до 160% від номінального

- робота однозмінна;

- строк служби передачі

4.5.1. Вибір матеріалу і визначення основних розмірів шківів

4.5.1.1. Вибираємо переріз паса за номограмою ГОСТ 1284.3-80, в залежності від споживаної потужності на валу ведучого шківа і частоти його обертанняю

Для нашої потужності , частоти обертання , вибираємо переріз А

4.5.1.2. Для прийнятого перерізу паса визначаємо діаметр ведучого шківа. При цьому користуємось рекомендацією з метою підвищення строку служби паса.

4.5.1.3. Визначаємо колову швидкість (м/с) і порівнюємо її з допустимою для цього типу паса

(4.19)

де - діаметр ведучого шківа, мм; -частота обертання ведучого шківа,хв^-1

4.5.1.4. Визначаємо орієнтовно діаметр веденого шківа (мм). Коефіціент пружного ковзання паса вибирають

(4.20)

де попереднє передатне число пасової передачі.

Значення округляємо до найближчого стандартного значення згідно з ГОСТ 20898-75

4.5.1.5. Уточнюємо передатне число:

(4.21)

4.5.1.6. Визначаємо відносну похибку передатного числа за формулою:

(4.22)

4.5.1.7. Знаходимо фактичну частоту обертання веденого шківа:

(4.23)

4.5.1.8. Визначаємо орієнтовно міжосьову відстань (мм):

(4.24)

де k знаходимо за таблицями (k=1). При цьому має виконуватись умова:

(4.25)

де h – висота перерізу паса (визначаємо з таблиць)

4.5.1.9. Визначаємо розрахункову довжину паса (мм):

(4.26)

Розраховане значення округляємо до найближчого стандартного згідно з ГОСТ 1284.1-80

4.5.1.10. Визначаємо число пробігів паса (с^-1):

(4.27)

де - стандартне значення довжини паса, м.

4.5.1.11. Уточнюємо міжосьову відстань відповідно до прийнятої довжини паса (мм):

(4.28)

4.5.1.12. Визначаємо кут обхвату ведучого шківа:

(4.29)

4.5.1.13. Визначаємо потрібну кількість пасів:

(4.30)

де потужність на ведучому шківі, кВт, ; допустима номінальна потужність (кВт) для одного клинового паса залежно від перерізу, діаметра ведучого шківа та його швидкості V ( з таблиць ); коефіцієнт динамічності та режиму роботи передачі ( з таблиць ); коефіцієнт кута обхвату(за таблицею ) ; коефіцієнт, що враховує вплив на довговічность довжини паса залежно від відношення розрахункової довжини паса до базової (з таблиць), обо за формулою:

(4.31)

коефіціент, що враховує кількість пасів у комплекті клинопасової передачі ( за таблицею )

Визначення сил напружень та розрахунок довговічності

4.5.1.14. Визначаємо колову силу (Н):

(4.32)

де потужність, що передається ведучим шківом, кВт; швидкість паса, м/с.

4.5.1.15. Визначаємо силу початкового натягу одного паса (Н):

(4.33)

де раніше визначені; маса одного метра паса, кг/м (за таблицями).

4.5.1.16. Знаходимо сили, що діють на вал та підшипники (Н):

(4.35)

де кут обхвату ведучого шківа.

4.5.1.17. Визначаємо напруження у ведучій гілці паса (МПа):

(4.36)

де напруження від початкового натягу паса; для клинових пасів беруть середнє значення ; прийнята кількість пасів; А- площа перерізу паса.

4.5.1.18. Визначаємо напруження згину у пасі на дузі обхвату ведучого шківа (МПа):

(4.37)

де Е- модуль пружності для кордтканевих пасів беруть в інтервалі Е= 40...100 МПа; відстань від нейтральної лінії до найбільш напружених волокон (за таблицею )

4.5.1.19. Розраховуємо напруження (МПа), які виникають у пасі від дії відцентрових сил:

(4.38)

де питома маса паса, знаходиться в інтервалі 1250... 1400 кг/м³; швидкість паса, м/с.

4.5.1.20. Знаходимо максимальні напруження (МПа) у перерізі ведучої гілки паса в місці набігання його на ведучий шків:

(4.39)

4.5.1.21. Розрахункова довговічність (год):

(4.40)

де границя витривалості (беруть 9...10 МПа); показник степеня, (для клинових пасів ); коефіцієнт, що враховує вплив передатного числа (за таблицями ); коефіціент що враховує непостійність навантаження максимальні напруження у ведучій гілці паса, МПа; число пробігів паса за секуду, визначене за формулою (2.9)

Конструювання шківів

4.5.1.22. Вибір матеріалу шківа залежить від колової швидкості . Оскільки клинові паси можуть працювати при швидкостях , то рекомендується вибирати сірий чавун марки СЧ15 ГОСТ 1412-85.

4.5.1.23. Визначаємо параметри канавок шківів залежно від перерізу паса

Переріз паса	Параметри канавок, мм					Значення кута ,гр
						34	38
						Розрах шківа, мм
А	3,3	11,0	15,0	10,0	8,7	100	280

4.5.1.24. Визначаємо основні конструктивні елементи шківів

№ п/п	Параметри конструктив- них елементів	Ведучий шків	Ведений шків
1	Розрахункові діаметри шківів , мм	100	280
2	Конструкція шківів	монолітний	диск який має отвори
3	Ширина шківів , мм	50	50
4	Товщина ободу , мм	-	10
5	Внутрішній діаметр маточин, мм	28	18
6	Зовнішній діаметр маточини, мм	45	29
7	Довжина маточини , мм	60	38
8	Внутрішній діаметр обода, мм	-	245
9	Зовнішній діаметр шківів, мм	106,6	286,6
10	Товщина диска , мм	-	12
11	Діаметр отворів диска шківа, мм	-	44
12	Кількість отворів у диску	-	5
13	Діаметр , на якому знаходяться отвори	-	137
14	Розміри шпонкового з’єднання Переріз шпонки ,мм Інтервали довжини ,мм Глибини шпонкового паза