Привод ленточного конвейера

    

  1.4  Предварительный расчет диаметров валов 

Рекомендуемые диаметры валов  редуктора из условий прочности  и жесткости [7, c.42] или [3, c.19], мм :       d ³ KT^1/3,

где К – расчетный  коэффициент

      Т – момент на валу, Н×м (таблица 1.4) :

Таблица 1.12 – Предварительные размеры диаметров валов.

Вал	К	Т, Н×м	d ¢, мм	d, мм
быстроходный (входной)	7	7.61	17,89	18
промежуточный	6	42.9	19,63	20
тихоходный (выходной)	5	187.58	27,01	30

 

    1.5 Расчёт цепной передачи.

  1.5.1 Проектировочный расчёт.

  1.5.1.1 Шаг цепи [4, с.92]:

                               p ≥ 2,8[T₁∙10³∙K_Э/(v∙z₁∙[p_Ц])]^1/3                    (1.17)

где Т₁ – вращающий момент на ведущей звездочке (равный моменту на тихоходном валу редуктора) [табл. 1.4];

     К_Э – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи [4, табл. 5.7]:

                                   К_Э=К_ДК_СК_ѲК_РЕГК_Р,                             (1.18)

      К_Д – коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки;

      К_Д = 1 (равномерная);

      К_РЕГ – коэффициент, учитывающий регулировку межосевого расстояния;

      К_РЕГ = 0,8 (регулируемая нажимными звездочками);

      К_Ѳ – коэффициент, учитывающий положение передачи;

      К_Ѳ = 1,15 (наклон линии центров звездочек к горизонту Ѳ = 0…40˚);

      К_С – коэффициент, учитывающий способ смазывания цепи;

      К_С = 1,5 (периодический);

      К_Р – коэффициент, учитывающий режим работы передачи;

      К_Р = 1 (односменная).

      К_Э= 1∙0,8∙1,15∙1,5∙1 = 1,38;

    z₁ – число зубьев ведущей звездочки

                                  z₁ = 29 - 2∙u,                              (1.19)

      u – передаточное число цепной передачи [табл. 1.3];

      z₁ = 29 - 2∙1,76 = 25,26;

      принимаем z₁ = 25;

    [p_Ц] – допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/мм², зависит от частоты вращения ведущей звездочки n₁ , об/мин (равной частоте вращения тихоходного вала редуктора [табл. 1.4]), ожидаемого шага цепи и выбирается интерполированием [4, табл. 5.8].

        [p_Ц] = 33,95 Н/мм²;

    v – число рядов цепи;

    v = 1 (однорядная цепь).

 

p ≥ 2,8[64,1∙10³∙1,38/(1∙25∙33,95)]^1/3 = 11,18 мм;

принимаем p = 12,7 мм

  1.5.1.2 Число зубьев ведомой звездочки [4, с.94]:

                                    z₂ = z₁ ∙ u                                (1.20)

z₂ = 25∙3,41 = 85.

  1.5.1.3 Фактическое передаточное число u_Ф [4, с.94]:

                                     u_Ф = z₂/z₁                                (1.21)

u_Ф = 85/25 = 3.4; ∆u = 0.3%

  1.5.1.4 Оптимальное межосевое расстояние а [4, с.94]:

                                     а = (30…50)p                             (1.22)

а = 40∙12,7 = 508 мм

Тогда а_Р = 40 – межосевое расстояние в шагах.

  1.5.1.5 Число звеньев цепи l_Р [4, с.95]:

l_P = 2а_Р + (z₂+z₁)/2 + [(z₂-z₁)/2π]²/а_Р               (1.23)

l_P = 2∙40 + (85+25)/2 + [(85-25)/2π]²/40 = 135.447;

принимаем l_Р = 135.

  1.5.1.6 Уточнение межосевого расстояния а_Р в шагах:

а_Р = 0,25{l_P – 0,5(z2+z1) + [(l_P – 0,5(z2+z1))² – 8((z2-z1)/2π)²]^1/2      (1.24)

а_Р = 0,25{135 – 0,5(85+25) + [(135 – 0,5(85+25))² – 8((85-25)/2π)²]^1/2 = 39.341

  1.5.1.7 Фактическое межосевое расстояние а, мм

                                    а = а_Рр                                   (1.25)

а = 39,341∙12,7 = 499.97 мм.

Значение а  не рекомендуется округлять до целого числа. Так как ведомая (свободная) ветвь цепи должна провисать примерно на 0,01а, то для этого при монтаже  передачи надо предусмотреть возможность  уменьшения действительного межосевого расстояния на 0,005а. Таким образом, монтажное  межосевое расстояние а_М = 0,995а.

  1.5.1.8 Длина цепи l, мм [4, с.95]:

                                     l = l_Pp                                   (1.26)

l = 135∙12.7 = 1714.5 мм.

  1.5.1.9 Диаметры звездочек, мм.

Диаметр делительной  окружности:

   - ведущей  звездочки    d_d1 = p/sin(180˚/z₁);

   - ведомой  звездочки    d_d2 = p/sin(180˚/z₂).

Диаметр окружности выступов:

   - ведущей  звездочки    D_e1 = p(K+K_z1-0,31/λ);

   - ведомой  звездочки    D_e2 = p(K+K_z2-0,31/λ);

К = 0,7 – коэффициент  высоты зуба;

K_z = ctg(180˚/z) – коэффициент числа зубьев ведущей и ведомой звездочек;

λ = p/d₁ – геометрическая характеристика зацепления (здесь d₁ – диаметр ролика [4, табл. К32]).

Диаметр окружностей  впадин:

 

  - ведущей звездочки    D_i1 = d_d1 – [d₁ – 0.175(d_d1)^1/2];

  - ведомой звездочки    D_i1 = d_d2 – [d₂ – 0.175(d_d2)^1/2].

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.12 –  Параметры цепной передачи (проектировочный расчет).

Параметры	Обозначение	Численное значение
1. Шаг цепи, мм	p	12.7
2. Числа зубьев:    - ведущей  звездочки    - ведомой  звездочки	zz z2	25 85
3. Передаточное  число	u	3.4
4. Межосевое расстояние, мм	а	499.595
5. Межосевое расстояние в шагах	аР	39.341
6. Длина цепи, мм	l	1714
7. Диаметры делительной  окружности, мм     -ведущей  звездочки    - ведомой  звездочки	dd1 dd2	101.33 343.69
8. Диаметр окружности  вершин, мм    - ведущей  звездочки    - ведомой  звездочки	De1 De2	94.5 335.81
9. Диаметр окружности  впадин, мм    - ведущей  звездочки    - ведомой  звездочки	Di1 Di2	18,21 348,09

 

  1.5.2 Проверочный расчёт.

  1.5.2.1 Частота вращения меньшей звездочки [4, с.96]:

n₁ ≤ [n]₁ ,    

где n₁ – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин (на этом валу расположена ведущая звездочка) [табл. 1.4];

[n]₁ = 15∙10³/p – допускаемая частота вращения.

  1.5.2.2 Число  ударов цепи о зубья звездочек  [4, с.96]:

U ≤ [U],

где U = 4z₁n₁/(60l_P) – расчетное число ударов цепи, с^-1;

[U] = 508/p – допускаемое число ударов.

  1.5.2.3 Фактическая  скорость цепи [4, с.96]:

V = z₁ pn₁/60000.

  1.5.2.4 Окружная  сила, передаваемая цепью [4, с.96]:

F_t = P₁∙10³/V,

где Р₁ – мощность на ведущей звездочке (на тихоходном валу редуктора), кВт.

  1.5.2.5 Давление  в шарнирах цепи [4, с.96]:

р_Ц  = F_t∙K_Э/А ≤ [p_Ц],

где А = d₁∙b₃ – площадь проекции опорной поверхности шарнира, мм² [4, табл. К32];

d₁ – диаметр валика, мм;

b₃ – ширина внутреннего звена цепи, мм.

 

  1.5.2.6 Прочность  цепи [4, с.97]:

S = F_P/(F_tK_Д + F₀ + F_V),

где F_P – разрушающая нагрузка цепи, Н, зависит от шага цепи р [4, табл. К32];

F_t – окружная сила, передаваемая цепью, Н;

К_Д – коэффициент, учитывающий характер нагрузки;

F₀ = К_fqag – предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви (от ее силы тяжести), Н;

  K_а = 3 (для передач, наклонных к горизонту до 40˚);

  q – масса 1 м цепи, кг/м [4, табл. К32];

  g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения;

F_V = qV² – натяжение цепи от центробежных сил.

  1.5.2.7 Сила  давления цепи на вал [4, с.97]:

F_ОП = k_ВF_t + 2F₀ ,

где k_В = 1,15 – коэффициент нагрузки вала.

 

Таблица 1.13 –  Параметры цепной передачи (проверочный  расчет).

Параметр	Расчетное значение	Допускаемое значение
1. Частота вращения  ведущей звездочки n1, об/мин	32.39	511,4
2. Число ударов  цепи U	1,4	26,7
3. Коэффициент  запаса прочности S	3,58	7,6
4. Давление в  шарнирах цепи рЦ , Н/мм2	22,37	33,97

 

                            а)                                          б)

 

Рисунок 1.3 – Конструкция  и размеры ведущей а) и ведомой б) звездочек цепной передачи.

Таблица 1.14 –  Размеры звездочек роликовой  цепи.

Элемент звездочки	Размер	Формула	Значение
Обод	Ширина зуба, мм	b=0.93b3-0.15	12
	Радиус закругления  зуба (наибольший), мм	r3=1.7d3	1.6
	Фаска зуба, мм	f⋲0.8b	1.6
Диск	Толщина, мм	C=b+3.2	15.2
	Диаметр проточки, мм	DC=p∙ctg(180˚/z)-1.3h	127
Ступица	Диметр внутренний	d=dт	20 (30)
	Диаметр наружный	Dст=1,55d	34 (48)
	Длина	lст=(0.8…1.5)d	28 (40)
Примечание: в скобках стоят размеры для ведомой звездочки (в том случае, если они не совпадают с одноименными размерами ведущей звездочки).

 

      1.6  Подбор муфты

Для соединения вала двигателя с концом быстроходного вала редуктора принимаем упругую муфту с резиновой звездочкой.

Рабочий момент, передаваемый муфтой

Т_раб = К₁К₂К₃Т_Т  £  [T_М],

где  К₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности привода:  поломка вызывает останов машины – К₁ = 1;

К₂ – коэффициент условий работы: работа неравномерно нагруженных механизмов – К₂ = 1,2;

К₃ – коэффициент углового смещения валов: перекос до 0,5⁰ – К₃ = 1,25;

Т_Т – момент на валу двигателя [табл. 1.4]; Н×м;

[Т_М] – допускаемый момент по паспорту муфты; Н×м;

Т_раб = 1×1,2×1,25×5 = 11.25 Н×м.

По ГОСТ на муфты при  диаметре вала d = 19 мм  имеем [Т_М] = 25 Н×м;