10. Выбор муфты

10.1.  Определяем расчетный момент

Т_р = К_рТ₂ = 1,2332,6 = 393,1 Н·м,

где  К_р – коэффициент режима, учитывающий условия эксплуатации. Для ленточных конвейеров принимаем К_р = 1,2 [2; табл. 11.3, с. 272].

10.2.  Выбираем муфту, исходя из диаметра тихоходного вала под полумуфту d₁ = 45 мм (см. п. 7.1.2.1) и из условия

Т_р < [T],

где  [T] – допускаемое значение вращающего момента, приведенное для каждой муфты в справочных данных.

Также при выборе муфты необходимо учитывать частоту вращения тихоходного вала редуктора (закрытой передачи) n₂ = 55,8 мин^-1 (см. п. 2.4) и принятую в п. 7.1.2.2 длину концевого участка вала под полумуфту L₁ = 67 мм.

Выбираем муфту упругую с торообразной оболочкой 500-45-2 ГОСТ 20884-82 [2; табл. 11.7, с. 280, 281] с допускаемым вращающим моментом [T] = 500 Н·м и максимально допускаемой частотой вращения [n] = 26 с^-1= 1560 мин^-1.

Размеры муфты (рис. 10.1):

d = d₁ = 45 мм; D = 280 мм; l_цил = 84 мм; L_цил = 270 мм.

Допускаемые смещения:

осевое – 3,6 мм;

радиальное – 3,0 мм;

угловое – 1°30´.

Материал полумуфт – Ст3 (ГОСТ 380–71); материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 МПа.

Рисунок 10.1.  Муфта упругая с торообразной оболочкой

11. Проверочный расчет шпонок

где: - площадь смятия, мм² .

= (0,94h – t₁ )l_p

где t₁ - глубина паза,

l_p – рабочая длина шпонки.

Принимаем = 120 Н/мм² .

так как привод работает при умеренных колебаниях, то снижаем на 20%

= 1200,8 = 96 Н/мм² .

11.1. Проверяем шпонку на быстроходном валу под шкивом

Шпонка 8728 ГОСТ 23360-78

l_p = 28 – 8 = 20 мм.

= (0,947 – 4)20 = 51,6 мм² .

Условие прочности выполняется, шпонка подходит.

11.2. Проверяем шпонку на тихоходном валу под муфтой.

Шпонка 14945 ГОСТ 23360-78

l_p = 45 – 14 = 31 мм.

= (0,949 – 5,5)31 = 91,76 мм² .

Условие прочности выполняется, шпонка подходит.

11.3. Проверяем шпонку на тихоходном валу под колесом.

Шпонка 14936 ГОСТ 23360-78

l_p = 36 – 14 = 22 мм.

= (0,949 – 5,5)22 = 65,12 мм² .

Условие прочности выполняется, шпонка подходит.

12. Проверочный расчет валов

12.1. Быстроходный вал

Условие прочности

S [ S ]

Принимаем [ S ]= 1,6

Определяем источник концентрации напряжения в опасном сечении:

Концентрация напряжений на второй ступени:

- посадка подшипника с натягом;

- ступенчатый переход галтелью.

а) посадка подшипника с натягом

интерполированием таб. 11.2. находим

б) ступенчатый переход галтелью

t = (d₃ – d₂)/2 = (60 – 50)/2 = 5; r = 2

К_d = 0,73

1,94/0,73 = 2,66

Наибольший опасный концентратор – посадка подшипника с натягом.

Определяем напряжения в опасных сечениях вала, Н/мм² .

а) Нормальное напряжение

Н/мм² .

где - осевой момент сопротивления сечения вала, мм³.

мм³ .

б) касательные напряжения

Н/мм² .

где - полярный момент инерции.

= 0,28575 мм³ .

3. Определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

где = 1– коэффициент влияния шероховатости по таб. 11.4.

Интерполированием по таб. 11.2. находим

4. Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм² .

Н/мм² .

=380 предел выносливости задача 7.

Н/мм² .

- предел выносливости

= 0,58 = 0,58380 = 220,4 Н/мм² .

5. Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Н/мм² .

Н/мм² .

6. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

Условие прочности выполняется.

12.2. Тихоходный вал.

1. Определяем источник концентрации напряжения в опасном сечении:

Концентрация напряжений на второй ступени:

- посадка подшипника с натягом;

- ступенчатый переход галтелью.

а) посадка подшипника с натягом.

Интерполированием таб. 11.2. находим

б) ступенчатый переход галтелью

t = (d₃ – d₂)/2 = (56 – 45)/2 = 5,5; r = 2,5

К_d =

1,94/0,693 = 2,80

Наибольший опасный концентратор – посадка подшипника с натягом.

2, Определяем напряжения в опасных сечениях вала, Н/мм² .

а) Нормальное напряжение

Н/мм² .

где - осевой момент сопротивления сечения вала, мм³.

мм³ .

б) касательные напряжения

Н/мм² .

где - полярный момент инерции.

= 0,218225 мм³ .

3. Определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

где = 1– коэффициент влияния шероховатости по таб. 11.4.

Интерполированием по таб. 11.2. находим

4. Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм²

Н/мм² .

=380 предел выносливости задача 7.

Н/мм² .

- предел выносливости

= 0,58 = 0,58380 = 220,4 Н/мм² .

5. Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Н/мм² .

Н/мм² .

6. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

Условие прочности выполняется.