Привод ленточного конвейера

габаритные размеры  муфты  D x L = 63 х 101 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

2  ЭСКИЗНЫЙ  ПРОЕКТ

       2.1  Основные параметры привода

2.1.1  Параметры редуктора

Б.ст. (цилиндрическая)	aW	bW	mn	b	z1	z2	uБ	d1
	80	22	2	20,2171˚	10	65	6.5	22.53
	d2		df1
	137.47		18.53
Т.ст. (цилиндрическая)	aW	bW	mn	b	z1	z2	uТ	d1
	70	32	2.5	18,1829 0	14	62	4,41	37,90
	d2		df1
	166,66		31.34

 

Действительное  передаточное число редуктора

u_ред = u_Бu_Т = 6.5×4.41 = 28.6.

2.1.2  Общее передаточное  число привода

u₀ = u_Ц×u_ред = 3.4×28.6 = 97.2

Уточнение n_i и T_j по формулам (1.4) и (1.5) :

Вал (рисунок 1.2)	I	II	III	IV	V
ni , мин-1	920	920	141.5	32.09	9.43
Tj ,  Н×м	7.6	7.5	48.75	205.47	647

Скорости v_m1 = 0.85 м/c ;  v₁ = 0,28 м/с .

2.1.3  Диаметры валов  редуктора, мм :

под зубчатыми  колесами	dБ = 12	dП  = 20	dТ  = 30
под подшипниками качения	dБП = 20	dПП = 20	dТП  = 30

  Диаметр вала приводного барабана d = 50 мм .

 

2.2  Проверочный  расчет зубчатых передач редуктора

         2.2.1  Проверка выбора механических характеристик материала

Диаметры заготовок  шестерен   z₁ [2, c.5] :

быстроходная (цилиндрическая) ступень	тихоходная (цилиндрическая) ступень
D¢ = da1 + 6	D¢ = da1 + 6
da1 = 26,53мм	da1 = 37.90мм
D¢ = 26,53+ 6 = 32,53 мм < [125 мм]	D¢ = 37.90+ 6 = 43,90 мм < [125 мм]
Толщины ободов заготовок  колес [2, c.5] :
быстроходная  ступень	тихоходная  ступень
S ¢ = d = 2,2m + 0,05b2 = 4,4 + 0,05×22 = 5.5мм S ¢ = с = 0,3b2 = 0,3×22 = 6.3мм S ¢ = 6.3 мм < [80мм]	S ¢ = d = 2,2m + 0,05b2 = 2,2×1,5 +  0,05×32 = 7.1 мм S ¢ = с = 0,3b2 = 0,3×20 = 9.6 мм S ¢ = 9.6 мм < [80мм]

Механические характеристики материала обеих ступеней редуктора  по размерам заготовок выбраны правильно.

 

2.2.2  Допускаемые  напряжения

2.2.2.1  Допускаемые расчетные  контактные напряжения (таблица  1.7) не изменились :      

– быстроходная ступень s_НР = 680 МПа;

      – тихоходная ступень   s_НР = 780 МПа.

2.2.2.2  Уточненные допускаемые  напряжения на сопротивление усталости при изгибе определяют раздельно для z₁ и z₂ по формуле [3, c.14] :

s_FР = s_FlimbY_NY_dY_RY_X / S_F ,             (2.1)

где_{__}s_Flimb » s_Flim⁰ = 550 МПа (с.15) – базовый предел выносливости на изгиб;

         S_F = 1,7 [2, c.11] – коэффициент запаса прочности;

      Y_N – коэффициент долговечности; так как N_FE > N_Flim = 4×10⁶. то Y_N = 1;

         Y_d = 1,082 – 0,172 lgm [3, c.14] – опорный коэффициент :

– быстроходная ступень Y_d = 1,082 – 0,172 lg 1.5 = 1.05;

– тихоходная ступень Y_d = 1,082 – 0,172 lg 1.5 » 1.05;

          Y_R – коэффициент шероховатости переходной поверхности [3, c.14]: при зубофрезеровании и шлифовании  Y_R = 1,0;

Y_X =1 (d < 400 мм) – коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес.

По формуле (2.1) будем  иметь :

– Б.ст.      s_FР1,2 = 550×1×1.05×1×1 / 1,7 = 340 МПа;

– Т.ст.      s_FР1,2 = 550×1×1.05×1×1 / 1,7 = 340 МПа .

2.2.2.3  Допускаемые напряжения  при действии максимальной нагрузки [3, c.15]:  – z₁:  улучшение    s_НРmax = 44HRC_Э = 44×47,5 = 2090 МПа;

     – z₂: улучшение + закалка ТВЧ s_НРmax = 44HRC_Э = 44×47,5 = 2090 МПа

Предельные напряжения зубьев при изгибе [3, c.15] :

s_FSt = s_FlimbY_NmaxK_St ,

где при q_F = 6   _{_}Y_Nmax = 4;    K_St = 1,3;    s_FSt = 550×4×1,3 = 2860 МПа.

Допускаемые изгибные напряжения при действии максимальной нагрузки [3, c.15]:  s_FРmax = s_FSt Y_X  / S_FSt ,

где S_FSt – коэффициент запаса прочности: S_FSt = 1,75Y_Z – при 99%-ной вероятности неразрушения зубьев;

        Y_Z - коэффициент, учитывающий способ получения заготовки :

– z₁:  заготовка – штамповка, Y_Z1 = 1,0 ;

– z₂ – заготовка – штамповка, Y_Z2 = 1,0 .

Тогда      S_FSt1 = 1,75×1,0 = 1,75 ;         S_FSt2 = 1,75×1,0 = 1,75 ;

          s_FРmax1 = 2860×1 / 1,75 = 1630 МПа;  s_FРmax2 = 2860×1 / 1,75 = 1630 МПа .

 

2.2.3  Коэффициенты  расчетной нагрузки  K_AK_VK_bK_a   

2.2.3.1  Коэффициенты K_V  [3, c.6] :

K_V = 1 + w_Vb_W / (F_tK_A) ,

где  w_V – удельная окружная динамическая сила, Н / мм, для передачи [3,c.7, 9]:

Цилиндрической (Б.ст.)	Цилиндрической (Т.ст.)
wV = dg0v ( aW / u)1/2 £ wVmax ,	wV = dg0v (aW / u)1/2 £ wVmax ,

где  d – коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головки зубьев [3, c.7, 8] ;

       g₀ – коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления z₁ и z₂  [3, c.7].

 

Окружное усилие, Н :

Ft = 2000 T1 / d1 ;

Ft = 2000 T1 / d1

  Результаты расчета K_HV  и K_FV  приведены в таблице 2.1.

2.2.3.2  Коэффициенты K_Нb и K_Нa [3, c.7] не изменились (см. таблицу 1.9)

	KНb0	KНb	KНa0	KНa
Б.ст.	1,43	1,37	1,45	1,33
Т.ст.	1,12	1,3	1,45	1,33

 

_{_}Таблица 2.1 – Коэффициенты K_V

Ступень  редуктора	П  а  р  а  м  е  т  р  ы
		Ft	d	g0	wV	wVmax	KV
быстроходная (цилиндрическая)	KHV	493,21	0,04	5,6	2,26	380	1,03
	KFV		0,04		9,04		1,05
тихоходная (цилиндрическая)	KHV	1260,6	0,04		0,69		1,03
	KFV		0,04		2,07		1,01

 

Коэффициенты K_Fb , K_Fa при расчете на изгиб :

передача  цилиндрическая (Б.ст.) [2, c.17]	передача  цилиндрическая (Т.ст.) [2, c.17]
KFb = 0,18 + 0,82 KНb0 = = 0,18 + 0,82×1,43 = 1,35;	KFb = 0,18 + 0,82 KНb0 = = 0,18 + 0,82×1,12 = 1,1;
KFa = KНa0 = 1,45 > 1,4 .	KFa = KНa0 = 1,45 > 1,4 .

2.2.3.3  Коэффициенты расчетной  нагрузки для передачи :

Цилиндрической (Б.ст)	Цилиндрической (Т.ст)
KH = 1×1,03×1,37×1,33 = 1,88;	KH = 1×1,03×1,3×1,33 = 1,78;
KF = 1×1,05×1,35×1,45 = 2,05.	KF = 1×1,01×1,1×1,45 = 1,61.

  

2.2.4  Контактные  напряжения s_Н и s_Нmax

2.2.4.1  Коэффициенты Z в формуле [3, c.5] :

   s_Н = Z_EZ_HZ_e Ö F_tK_H (u +1) / (b_Wd₁u)  £  s_НР            (2.2)  _{_}     а)  Коэффициент механических свойств материалов z₁ и z₂  (сталь)

      Z_E = 190 МПа^1/2 ;

б)  Коэффициент формы  сопряженных поверхностей зубьев

      Z_H = (2 cosb_b / tga_tW)^1/2 / cosa_t ,

где a_t = arctg (tg20⁰ / cosb) = 21,8944⁰ – делительный угол профиля в торцовом сечении (Б.ст.);

    a_t = arctg (tg20⁰ / cosb) = 21,1604⁰ – делительный угол профиля в торцовом сечении (Т.ст.);

при х₁ + х₂ = 0 угол зацепления a_tW = a_t ;    

b_b = arcsin (sinbcos20⁰) = 23,4802˚ - основной угол наклона зубьев (Б.ст.);

       Z_H = (2 cos23,4802˚ / tg21,8944⁰)^1/2 / cos21,8944⁰ = 2,3;

b_b = arcsin (sinbcos20⁰) = 18,6524˚ - основной угол наклона зубьев (Т.ст.);

       Z_H = (2 cos18,6524˚ / tg21,1604⁰)^1/2 / cos21,1604⁰ = 2,37;

       в)  Коэффициент суммарной длины контактных линий

        Z_e = (1 / e_a)^{1/ 2},

где  e_a » [1,88 – 3,2 (1/ z₁ + 1/ z₂)]cosb -  коэффициент торцового перекрытия при х₁ + х₂ = 0;

       e_a = [1,88 – 3,2 (1/ 13 + 1/ 55)] cos23,9871⁰ = 2,1 (Б.ст.);

Z_e = (1 / 2,1)^{1/ 2} = 0,69 (Б.ст.).

      e_a = [1,88 – 3,2 (1/ 21 + 1/ 67)] cos19,4629⁰ = 2,61 (Т.ст.);

Z_e = (1 / 2,61)^{1/ 2} = 0,62 (Т.ст.).

 

Произведение коэффициентов Z = Z_EZ_HZ_e = 190×2,3×0,69 = 301,53 (Б.ст.)

      Произведение коэффициентов Z = Z_EZ_HZ_e = 190×2,37×0,62 = 279,2 (Т.ст.)  2.2.4.2  Контактные напряжения цилиндрической передачи (Б.ст.)

по формуле (2.2)

s_Н  = 301,53 [ 493,21×2,05 (4,33 + 1) / (15×21,34×4,33) ]^1/2 =  590 МПа,

что меньше s_НР  = 680 МПа – условие прочности выполняется.

2.2.4.3 2  Контактные напряжения цилиндрической передачи (Т.ст.)