6.2. Вибір матеріалу вала

Матеріал – сталь 45.

Поліпшення, твердість 260…280НВ.

Механічна характеристика сталі, зважаючи на те, що діаметр заготовки не перевищує 80 мм:

границя міцності при розтягуванні

границя плинності при розтягуванні

границя плинності при крутінні

границя витривалості при згинанні

границя витривалості при крутінні

6.3. Проектний розрахунок вала

Діаметр вихідного кінця вала:

де – умовна допустима напруга на крутінні. Приймаємо За ГОСТ 12080 приймаємо циліндричний кінець вала d = 55 довжиною l_d = 110 мм.

Розраховуємо довжини шпонок для колеса і кінця вала:

Шпонкове з'єднання для колеса b×h = 18×11 мм, t₁ = 7 мм, t₂ = 4.4 мм.

K = h – t₁ = 11 – 7 = 4 мм.

d­ – діаметр вала під колесом;

Так, як довжина шпонки за розрахунками вийшла меншою ніж за ГОСТ 23360 тому вибираємо довжину шпонки для колеса: l_ш = 70 мм.

Шпонкове з'єднання для кінця вала b×h = 16×10 мм, t₁ = 6 мм, t₂ = 4.3 мм.

S = 1.9 – коефіцієнт запасу міцності при ІІ режимі навантаження.

K = h – t₁ = 10 – 6 = 4 мм.

d­ – діаметр вала під колесом;

Так, як довжина шпонки за розрахунками вийшла меншою ніж за ГОСТ 23360 тому вибираємо довжину шпонки для кінця вала: l_ш = 100 мм.

6.4. Розробка конструкції вала

На циліндричний кінець вала d = 55 мм встановлюється компенсна муфта – зубчаста, яка доводиться до опори в буртик сусіднього відрізка вала.

Діаметр наступного відрізка вала, на якому встановлюється вальниця котіння, визначається із співвідношення:

де f = 3 мм – висота буртика сусіднього відрізка вала.

Попередньо вибираємо для вала кулькові радіальні однорядні вальниці надлегкої серії 112 за ГОСТ 8338 з параметрами d×D×B = 60×95×18 з С = 29600 Н і С_о = 18300 Н.

Отже, d_в = 60 мм.

Рис. 7. Конструкція тихохідного вала редуктора

6.5. Вибір муфти і визначення консольної навантаги від муфти

Розрахунковий момент для вибору муфти:

де К_р = 1.5 – коефіцієнт режиму роботи для стрічкового конвеєра (транспортера).

З врахуванням Т_р = 780.975 Нм, d = 40 мм вибираємо зубчасту муфту за ДСТУ 2142-94 (ГОСТ 5006-94), для якої:

Т = 780 Нм; m = 2.5 мм; z = 30 зубців; D₁ = 105 мм; D = 145 мм; L = 174 мм,

де T – номінальний момент; D₁ – зовнішній діаметр муфти; D – зовнішній діаметр фланця муфти; L – довжина муфти; D_о – ділильний діаметр зубців; D_о = mz = 2.5 · 30 = 75 мм.

Консольна навантага при передачі обертового моменту муфтою:

Приймаємо F_м = 3000 H.

6.6. Визначення реакцій в опорах і побудова епюр моментів

Визначаємо реакції в опорах.

А_в = В_в =

Будуємо епюру згинальних моментів.

Горизонтальна площина:

звідки

Звідки

Перевірка: – 2997.882 + 3595.8 + – 3000 = 0.

Рис.8. Розрахункова схема вала з епюрами згинальних і обертових моментів.

Сумарна епюра згинальних моментів будується після визначення:

Аналіз епюр вала (рис. 8) показує, що найнебезпечнішим є переріз в точці В.

6.7. Вибір вальниць котіння

Нами попередньо вибрані кулькові радіальні вальниці 112 за ГОСТ 8338 з параметрами: d×D×B = 60×95×18 мм з С = 29600 Н і С_о = 18300 Н

Сумарні реакції в опорах вала:

Найнавантаженішою є опора А.

Оскільки навантага тільки радіальна, тобто – еквівалентна динамічна навантага, то довговічність вальниці /номінальна/:

або

а задана довговічність 25000 годин, тобто вибрані вальниці з великим запасом.

Отже, вальниця 112 задовольняє роботу привода стрічкового конвеєра.