1064 / DETMASh_08_06
.pdf
|
М |
изгН С |
103 |
|
|
σаС = σизг С = |
|
|
|
= 151,3*1000/9112,5 = 16,6 |
МПа. |
|
|
WизгС |
|
||
Амплитуда касательных напряжений в точке С:
τаС =
T |
10 |
3 |
|
||
2 |
|
|
2 W |
|
|
|
крС |
|
= 187,1*1000/(2*18225) = 5,1
МПа.
Коэффициент запаса прочности в точке С по нормальным напряжениям:
S |
= |
|
|
|
|
−1 |
|
|
|
= |
|
|
265 |
|
= 4,54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,2 |
|
|
||||
C |
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
( |
|
) 16,6+0,1 0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,91 |
|
|
|||||
|
|
K |
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
aC |
|
|
|
m |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
d |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости при чистовом шлифовании, можно принимать KF = 0,91. σт = 0 при нереверсивной работе редуктора.
Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям (учитывая, что τm = 0,5τаC):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 |
|
|
||
S |
= |
|
|
|
|
−1 |
|
|
|
= |
|
|
= 20,41 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,9 |
|
|
||||
C |
|
|
K |
|
|
|
|
|
( |
) 5,1+0,05 0,5 5,1 |
|
||||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,91 |
|
|
||||
|
|
K |
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
aC |
|
|
|
mС |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
d |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.
Общий коэффициент запаса прочности в точке С при расчете на усталостную выносливость:
|
|
S C |
S C |
|
|
|
4,54 20,41 |
|
|
SС = |
|
|
= |
|
= 4,43 |
||||
S 2 C |
+ S 2 C |
||||||||
|
|||||||||
|
|
||||||||
√4,542+20,412 |
|||||||||
Допускаемый коэффициент запаса [ST] = 1,5…2. При выполнении условиия SС ≥ [SТ] прочность вала гарантирована.
Сечение II–II. (Точка В)
Вэтом сечении концентратором напряжений является
шпоночный паз с параметрами b = 14 |
мм, |
h= 9 |
мм, t1 = |
|
5,5 |
мм для диаметра d7 = 50 |
мм (табл. 6) |
|
|
|
|
|
|
31 |
Амплитуда нормальных напряжений в точке В:
|
М |
изгВполн |
103 |
|
σаВ = σизг В = |
|
|
|
= 118,4*1000/10975,2 = 10,79 МПа. |
|
|
WизгВ |
||
Амплитуда циклов касательных напряжений в точке В:
τаB =
T |
3 |
10 |
|
2 |
|
2 W |
|
|
крВ |
= 187,1*1000/(2*23475,2) = 3,98
МПа.
|
Для стали 45 |
: σв = 620 |
МПа, при нарезании шпоночного паза |
|||||
концевой фрезой Кσ = 2,0 |
|
(табл. 8), Кτ = 1,7 |
(табл. 8), |
|||||
масштабный фактор Кd =0,81 |
|
(табл. 9). |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|
|
Значения коэффициентов К и К для валов с одним |
|||||||
|
|
|
шпоночным пазом |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σв, МПа |
|
Кσ при выполнении паза фрезой |
|
Кτ |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Концевой |
|
Дисковой |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
1,8 |
|
1,5 |
|
1,4 |
|
|
700 |
|
2,0 |
|
1,55 |
|
1,7 |
|
|
900 |
|
2,2 |
|
1,7 |
|
2,05 |
|
Таблица 9
Значения коэффициента Kd в зависимости от выбранного материала и диаметра вала
Напряженно |
|
|
|
Kd при диаметре вала d, мм |
|
|
|
|||||
е состояние |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
||
и материал |
||||||||||||
Изгиб для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
углеродисто |
0,92 |
0,90 |
0,88 |
0,86 |
0,85 |
0,83 |
0,81 |
0,79 |
0,78 |
0,77 |
0,76 |
|
й стали |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изгиб для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
легированно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й стали |
0,83 |
0,80 |
0,77 |
0,75 |
0,73 |
0,71 |
0,70 |
0,68 |
0,67 |
0,66 |
0,65 |
|
Кручение |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
для всех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сталей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32
|
Коэффициент КF, учитывающий влияние шероховатости, при |
||||||||||||||||||
чистовом шлифовании: КF = 0,91 . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Коэффициент запаса прочности в точке В по нормальным |
||||||||||||||||||
напряжениям: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
S |
|
= |
|
|
|
|
|
−1 |
|
|
|
= |
|
|
|
265 |
|
= 9,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В |
|
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
( |
|
|
) 10,79+0,1 0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,81 0,91 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
K |
|
K |
|
aВ |
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
d |
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса прочности в точке В по касательным напряжениям (учитывая, что τmВ = 0,5·τаВ):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
220 |
|
|
S |
= |
|
|
|
|
−1 |
|
|
|
= |
|
|
= 23,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,7 |
|
||||
В |
|
|
K |
|
|
|
|
|
( |
) 3,98+0,05 0,5 3,98 |
|
|||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,81 0,91 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
K |
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aВ |
|
|
|
mВ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
d |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.
Общий коэффициент запаса прочности в точке В при расчете на усталостную выносливость:
SВ =
S |
S |
|
||
|
B |
B |
|
|
S |
2 |
+ S |
2 |
|
B |
B |
|||
|
|
|||
9,1 23,7 = = √9,12+23,72 = 8,49
Допускаемый коэффициент запаса [ST] = 1,5…2. При выполнении условиия SВ ≥ [SТ] прочность вала гарантирована.
33
Определение внутренних геометрических размеров зубчатого колеса
Диаметр ступицы dcm :
dcm ≈ (1,5…1,6)d7 = 80 мм
где d7 - диаметр вала (см. рис.4),
Длина ступицы lcm = b2= 45 ,
где b2 – ширина колеса (см. п.14 расчета)
Толщина венца зубчатого венца:
0 = 2, 2 m + 0,05 b =2,2*2+0,05*14= 5,1 мм
Толщина диска
С ≈ 0,3b2 = 0,3*45= 13,5 мм
Диаметр окружности центров Dотв:
Dотв ≈ 0,5(D0 + dcm) =0,5(196,8+80) = 138,4
Диаметр отверстий dотв:
34
Диаметр отверстий dотв:
|
D |
0 |
− d |
cm |
|
|
dотв ≈ |
|
|
|
= (196,8-80)/4 = 29,2 |
||
|
|
|
||||
|
|
4 |
|
|
||
|
|
|
|
мм
Количество отверстий – максимальное для облегчения массы колеса.
Внутренний диаметр обода D0 : |
|
D0 ≈ df2 - 2δ0 = 207-2*5,1 = 196,8 |
мм |
где df2 - диаметр впадин зубьев колеса. |
|
Значения d2 , df2 и da2 см. п. 20 расчёта. |
|
Размер фаски n можно принять равным модулю mст: |
|
n ≈mст= 2 , мм |
|
35
Расчёт клиноременной передачи
При расчете клиноременной передачи частота вращения малого шкива соответствует частоте вращения вала электродвигателя
пэл.двиг.асинхр. (п.5 расчета); мощность на малом шкиве P1 равна потребной мощности на валу электродвигателя Рэл. двиг.потр (п.3
расчета); вращающий момент на малом шкиве соответствует вращающему моменту на валу электродвигателя T0 (п.7 расчета).
Рассчитать клиноременную передачу по следующим данным:
Рэл. двиг. потр. = 2,6 |
кВт (см.п.3 расчета) |
nэл. двиг. = 1410 |
мин-1 (см.п.5 расчета) |
Uкл. рем = 3,7 |
(см. п.4 расчета) |
Т0 = 17,6 |
Н·м (см. п.7 расчета) |
1. По графику рис. 6 выбираем ремень нормального сечения в зависимости от мощности Рэл.двиг.потр. = 2,6 кВт и частоты вращения малого шкива п1 = 1410 мин-1. Выбираем ремень сечения А.
Частота вращения Малого шкива n1,мин-1
Передаваемая мощность Р, кВт
Рис. 6. Выбор сечения клинового ремня нормального сечения
2. Из нижеследующей таблицы для передачи вращающего момента Т0 = 17,6 Н·м ремнем сечения А минимальное значение диаметра меньшего шкива составляет:
d1 = 90 |
мм. |
36
Минимальное значение диаметров малых шкивов
|
|
|
|
Сечение ремня |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
В |
|
С |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вращающий |
15–60 |
50–150 |
|
120–550 |
450–2000 |
|
|
|
момент Т0 |
Н·м |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
d1 min, мм |
|
90 |
125 |
|
200 |
315 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При выборе диаметра малого шкива d1 |
нужно иметь в виду, что |
|||||||
долговечность передачи во многом зависит от его диаметра, поэтому при расчете передачи лучше выбирать не минимально-допустимое значение d1 а последующее большее из стандартного ряда:
d1,2= ……80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280,
300, 315, 355, 400, 425, 450…… мм. |
|
Выбираем стандартное значение d1 = 100 |
мм. |
3. Диаметр большего шкива d2: |
|
d2 = d1 · Uкл. рем = 100*3,7 = 370 |
мм. |
Принимаем стандартное значение d2 = 355 |
мм. |
4. Фактическое передаточное число U': |
|
U' =
|
d |
2 |
|
|
|
( |
) |
||
d |
− |
|||
1 |
|
|||
1 |
|
|
|
= 355/(100*(1-0,02)) = 3,62
;
где коэффициент скольжения при нормальном режиме работы
= 0,01-0,02.
∆U = |
(Uкл. рем −U ') |
100 |
= (3,7-3,62)/3,7 = 2,16 |
%, |
|
|
|
|
|||||
Uкл. рем |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
∆U находится в допустимых пределах ∆U = ± 5%. |
|
|
||||
5. Ориентировочное |
значение |
минимального |
и |
|||
максимального межосевого расстояния: |
|
|
|
|||
аmin = 0,55 (d1 + d2) + h = 0,55(100+355)+8 = 258,25 |
|
мм, |
||||
где высота ремня h =8 |
выбрана из (табл. 10) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
|
Размеры приводных клиновых ремней |
||||
|
|
|
|
|
|
Тип ремня |
Сечение |
Площадь |
|
Высота сечения |
|
сечения А, мм2 |
|
ремня h, мм |
|
||
|
|
|
|
||
|
А |
81 |
|
8 |
|
Нормального |
В |
138 |
|
11 |
|
С |
230 |
|
14 |
|
|
сечение |
|
|
|||
Д |
476 |
|
19 |
|
|
|
|
|
|||
|
Е |
692 |
|
23,5 |
|
Узкого |
SPA |
93 |
|
10 |
|
SPB |
159 |
|
13 |
|
|
сечения |
|
|
|||
SPC |
278 |
|
18 |
|
|
|
|
|
|||
аmax = 2 (d1 + d2) = 2(100+355) = 910 |
мм. |
||||
Среднее значение межосевого расстояния: |
|
|
|||
аср =
amin |
+ |
amax |
|
||
|
2 |
|
= (258,25+910)/2 = 584,125
мм.
Выбираем значение межосевого расстояния, близкое к среднему: а ≈ 584 мм.
6.Находим расчетную длину ремня lр':
|
(d |
|
|
− d |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
lр' = 2а + 0,5π(d1 + d2) + |
|
2 |
1 |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
4a |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(355−100)2 |
|
|
||||
2*584+0,5*3,14(100+355)+ |
|
|
|
|
= 1910,2 |
мм. |
|
||
|
4 584 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Определив расчетную длину ремня, округляем до стандартного |
|||||||||
значения из следующего ряда: |
|
|
|
|
|
||||
l=…….1000, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000……мм. |
|
|
|||||||
Принимаем стандартное значение длины ремня l = 2000 |
мм. |
||||||||
7.Уточненное значение межосевого расстояния:
а = 0,125{2l – π(d2 + d1) + |
2l − d |
2 |
+ d |
2 − 8 d |
2 |
− d 2 } = |
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|||
= 0,125(2*2000- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
) |
2 |
− 8(355 − 100) |
2 |
) |
|
3,14*(355+100)+√(2 2000 − 3,14 355 + 100 ) |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= 0,125(2571,3+√2571,32 − 8 2552) = 629,92 |
|
|
мм. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
|
8. Угол обхвата ремнем малого шкива α1 :
α1
= 180 – 57
d |
2 |
− d |
|
1 |
|
|
|
a |
= 180-57*(355-100)/629,92 = 156,9 .
Угол α1 должен быть > 120 .
9. Скорость ремня V, м/с:
V =
d1nэл.двиг.асинхр 60 1000
= 3,14 100 1410 = 7,379 60 1000
м/с.
10. Частота пробегов ремня П: |
|
|||
П = |
V |
= 7,379/2 = 3,69 |
с-1. |
|
l |
||||
|
|
|
||
При [П] 20 c-1.
11. Допускаемая мощность, передаваемая одним ремнем с учетом условий эксплуатации:
[Р] =
P |
C |
C |
C |
|
0 |
|
|
l |
U |
|
С |
Р |
|
|
|
|
|
|
|
кВт,
где Р0 =1,26 кВт – номинальная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем сечения А (выбрана по табл. 11, интерполируя);
Таблица 11
Номинальная мощность (Р0, кВт), передаваемая одним клиновым ремнем нормального сечения
|
Диаметр |
|
Скорость ремня V, м/с |
|
|||
Сечение ремня |
малого |
|
|
|
|
|
|
шкива |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
||
|
|||||||
|
d1, мм |
|
|
|
|
|
|
|
90 |
0,84 |
1,39 |
1,75 |
1,88 |
– |
|
А |
100 |
0,95 |
1,60 |
2,07 |
2,31 |
2,29 |
|
(L0 = 1700 мм) |
112 |
1,05 |
1,82 |
2,39 |
2,74 |
2,82 |
|
|
125 |
1,15 |
2,00 |
2,66 |
3,10 |
3,27 |
|
|
125 |
1,39 |
2,26 |
2,80 |
– |
– |
|
В |
140 |
1,61 |
2,70 |
3,45 |
3,83 |
– |
|
(L0 = 2240 мм) |
160 |
1,83 |
3,15 |
4,13 |
4,73 |
4,88 |
|
|
180 |
2,01 |
3,51 |
4,66 |
5,44 |
5,76 |
|
С |
200 |
2,77 |
4,59 |
5,80 |
6,33 |
– |
|
224 |
3,15 |
5,35 |
6,95 |
7,86 |
7,95 |
||
(L0 = 3750 мм) |
|||||||
250 |
3,48 |
6,02 |
7,94 |
9,18 |
9,60 |
||
|
|||||||
39
|
280 |
3,78 |
6,63 |
8,86 |
10,4 |
11,1 |
L0 - базовая длина ремня.
Коэффициент угла обхвата Сα выбираем по табл. 12, интерполируя.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12 |
|
|
|
Значение Сα для клиновых ремней |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1 |
180 |
170 |
160 |
150 |
140 |
130 |
1209 |
110 |
|
Сα |
1 |
0,98 |
0,95 |
0,92 |
0,89 |
0,86 |
0,82 |
0,78 |
|
Коэффициент длины ремня Cl выбираем по табл. 13 (интерполируя)
Таблица 13
Значение коэффициента длины ремня Сl
Отношение |
l |
|
|
|
L |
|
0 |
Для клинового ремня нормального сечения
Для клинового ремня узкого сечения
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
0,82 |
0,89 |
0,95 |
1 |
1,04 |
1,07 |
1,10 |
0,85 |
0,91 |
0,96 |
1 |
1,03 |
1,06 |
1,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
|
|
Значение коэффициента передаточного числа CU |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
1 |
1,2 |
|
1,4 |
1,8 |
|
2,5 и |
|
|
|
выше |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СU |
1,0 |
1,07 |
|
1,1 |
1,12 |
|
1,14 |
|
Для клинового ремня сечения |
А базовая длина ремня |
|||||||
L0 = 1700 мм (табл. 13) отношение
l L0
=1,2 |
Сl = 1,04 ; |
Коэффициент передаточного числа СU выбран по (табл. 14) в
зависимости от U: при U = 3,7 |
СU = 1,14 |
; |
|
|||
Коэффициент угла обхвата Сα=0,95 |
|
|
||||
Коэффициент режима работы Ср для приводов ленточных |
||||||
конвейеров можно принимать Ср = 1,0 (легкий режим работы). |
|
|||||
С учетом выбранных коэффициентов: |
|
|
||||
[Р] = |
P0 Cα Cl |
Cu |
= 1,26*0,95*1,04*1,14/1,0 = 1,42 |
кВт |
||
C p |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
40