5. Визначення сил, напружень та розрахункової довговічності

Визначаємо колову силу:

де — потужність, що передається ведучим шківом, кВт; V — колова швид­кість, м/с.

Визначаємо силу попереднього натягу паса:

де , V, Cp, , z визначені раніше; q — маса одного метра паса (з таблиці 1.2).

Знаходимо сили, що діють на вал і підшипники:

де — кут охоплення пасом ведучого шківа.

Визначаємо напруження на ведучій гілці паса:

де — напруження від початкового натягу паса; для клинових пасів при­ймають = 1,2 МПа; z — прийнята кількість пасів; A — площа перерізу паса (див. табл. 1.2).

Визначимо напруження згину в пасі на дузі охоплення ведучого шківа:

де E — модуль пружності, приймаємо рівним 85 МПа; у₀ = 4 мм — відстань від нейтральної лінії до найбільш напружених волокнин (згідно табл. 1.2).

Визначаємо напруження в пасі, що викликані дією відцентрових сил:

де — густина матеріалу паса; приймаємо 1250 кг/м³; V - колова швидкість паса, м/с.

Знаходимо максимальні напруження в найбільш навантаженому пе­рерізі паса в місці його набігання на ведучий шків:

Визначаємо довговічність (в годинах)

де — межа втоми (приймаємо 10 МПа); n = 8 для клинових пасів; — коефіцієнт, що враховує вплив передатного числа (табл. 11 методичних вказівок); — коефіцієнт, що враховує нерівномірність навантаження; — максимальне напруження в ведучій гілці паса, МПа; U — число пробігів паса в секунду.

Приймаючи число робочих днів на місяць 24 і враховуючи однозмінний режим роботи при тривалості зміни 8 годин, отримаємо термін експлуатації що відповідає ресурсу, визначеному в технічному завданні.

6. Орієнтовний розрахунок валів привода

Визначимо діаметр валів в характерних перерізах з умови міцності на кручення (або згин) за формулою:

де Т – обертальний (крутний) момент, , що був визначений на етапі силового розрахунку привода. - допустиме напруження на кручення (згин), МПа.

Розрахуємо орієнтовний діаметр швидкохідного вала пасової передачі. Оскільки в цьому валі виникає не тільки крутний момент, а й згинальний момент від натягу паса, приймаємо ,

Зупинимось на стандартному значенні 18 мм.

В швидкохідному валі редуктора також виникає згинальний момент, оскільки на цьому ж валі закріплений ведений шків пасової передачі. Отже приймаємо ,

Зупинимось на стандартному значенні 26 мм.

Діаметр тихохідного вала редуктора визначаємо з умови міцності на кручення. Тоді ,

Зупинимось на стандартному значенні 36 мм.

7. Конструювання шківа пасової передачі

Оскільки колова швидкість паса 4,6 м/с < 30 м/с, шківи можна виготовити з чавуну СЧ 15. Зовнішній діаметр шківа розрахуємо за формулою

візьмемо з таблиці 13 методичних вказівок.

Діаметр ведучого шківа = 140 + 2 4,2 = 148,4 мм

Діаметр веденого шківа = 450 + 2 4,2 = 458,4 мм

Відстань між центрами канавок для пасів (е), ширину шківа (М), мінімальну глибину канавок (Н), відстань від краю шківа до центру найближчої канавки (f), радіуси закруглень країв канавок (r) та ширину самих канавок (b) також візьмемо з таблиці 13 методичних вказівок:

М = 63 мм; H = 16 мм; e = 19 мм; f = 12,5 мм; r = 1 мм; b = 17 мм.