Автоматический литейный конвейер

- Усилие действующее на валы Q = 1991Н.

5 Конструирования вала тяговых звездочек

5.1 Расчет тихоходного вала

Разработка конструкций валов приводов содержит в себе все основные стадии проектирования, техническое предложение, эскизный проект. Алгоритм расчета валов приведен на рисунке 4.

Рисунок 4 Схема алгорит

ма расчета вала

Исходные данные для расчета: Т – сила действующая на вал; Fr, Ft,Fx - крутящие моменты. Так как на расчетном валу нет элементов вызывающих осевую силу Fx= 0, Ft = 20806, Fr = -20806, Т = 4383.

5.2 Определения опорных реакций

5.2.1 Расчет реакции опор

Реакции опор вала изображены на рисунке 5.

Рисунок 5 Эпюры вала тяговых звездочек

Реакция левой опоры.

от оси :

, (5.1)

где l1,l2,l3,l4 – расстояние между элементами конструкции вала, l1 = 100, l2 = 630 , l3=100, l4=110, == 20806 H.

, (Н)

от оси :

, (5.2)

где = -20806 Н.

, (Н)

Реакция правой опоры.

от оси :

, (5.3)

, (Н)

от оси :

, (5.4)

, (Н)

5.2.2 Определяем изгибающие моменты для рассчитываемого вала

Горизонтальной плоскости Ми, от оси : для муфты Ми(м) = 0, левая опора Ми(л)= 0, для левой звездочки Ми(лз) = - 2039 Н*м , для правой звездочки Ми(пз) = -2081 Н*м, для правой опоры Ми(п) = -42 Н*м . Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Вертикальной плоскости Ми, от оси : для муфты Ми(м) = 0, левая опора Ми(л)= 0, для левой звездочки Ми(лз) = 0, для правой звездочки Ми(пз) = 0,

для правой опоры Ми(п) = 0 . Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Ми приведенная: для муфты Ми(м) = 4383 Н*м , левая опора Ми(л)= 4383 Н*м, для левой звездочки Ми(лз) = 4383 Н*м, для правой звездочки Ми(пз) = 3022 Н*м, для правой опоры Ми(п) = 42 Н*м. Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Полный изгибающий момент равен: для муфты Т(м) = 4383 Н*м , левая опора Т(л)= 4383 Н*м, для левой звездочки Т(лз) = 4383 Н*м, для правой звездочки Т(пз) = 2192 Н*м, для правой опоры Т(п) = 0 Н*м. Эпюры данных сил изображены на рисунке 5.

Выбираем материал для вала по приведенным нагрузкам: Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

5.3 Определяем диаметр вала

По приведенной нагрузки определяем наиболее нагруженный участок вала, Мприв = 4834 Н*м.

Диаметр вала равен:

, (5.5)

где - допускаемое напряжения на изгиб.

, (5.6)

где - предельная выносливость материала при изгибе,

=250; = 2 – ориентировочное значения коэффициента концентрации; = 2 - ориентировочное значения коэффициента запаса прочности.

,

, (мм).

Минимальное значения диаметра вала в месте крепления звездочек должно быть не менее 90 мм. Принимаем 100 мм.

Минимальная величина диаметра вала в месте крепленя муфты должно быть не мене 78 мм, принимаем 85 мм.

Минимальная величина диаметра вала в месте крепленя подшипников должно быть не мене 78 мм и должна быть кратное 5, принимаем 90 мм.

Общий диаметр вала принимаем 110 мм.

Размеры вала приведены на рисунке 6.

Рисунок 6 Расчетная величина вала

5.4 Расчет коэффициент запаса прочности

Коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям определяется для опасного сечения.

, (5.7)

где- эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгиб, =1,27 ; - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при параметре шероховатости Rz <20мкм, = 0,9; - маштабый фактор для нормальных напряжений, = 0,7; - амплитуда нормального напряжения, = 0,02; - момент сопротивления изгибу, W = 100000; - коэффициент чувствительности к асимметрии, = 0; - среднее напряжение, 0.

Коэффициент запаса усталостной прочности определяется по касательным напряжениям:

, (5.8)

где - предел выносливости материала при кручении, =150; - эффективный коэффициент концентрации напряжений, = 1,05; - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при параметре шероховатости Rz <20мкм, = 0,9; - маштабый фактор для нормальных напряжений, = 0,59; - коэффициент чувствительности к асимметрии, = 0; - амплитуда циклов и среднее касательное нарпяжений, =0,01; Т – крутящий момент, Т = 4383 Н*м; - полярный момент сопротивления, Wp=200000.

 Скачать реферат