Разработка привода ленточного конвейера

Крутящий момент в опасном сечении M_кр

13400 Н·мм

Изгибающий момент на выходном валу М_{изг.сум.}

24543,96 Н·мм

Наименьший диаметр вала D

56,25 мм

Реверсивность вала:

не реверсивный 

Наличие технологического упрочнения:

нет

Материал:

таблица 1

Сталь 45

Диаметр заготовки d

таблица 1

<=100 мм.

Твердость HB

таблица 1

240…270

Предел прочности σ_в

таблица 1

785 МПа

Предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле изменения напряжений изгиба σ_-1

таблица 1

383 МПа

Предел выносливости гладкого образца  при симметричном цикле изменения  напряжений кручения τ_-1

таблица 1

226 МПа

Параметр

Формула

Значение

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений при изгибе ψ_σ

страница 5

0,1

Коэффициент чувствительности материала  к асимметрии цикла напряжений при  кручении ψ_τ

страница 5

0,05

Масштабный фактор ε_σ

таблица 4

0,81

Масштабный фактор ε_τ

таблица 4

0,76

Отношение высоты ступицы h к радиусу  скругления r, и отношение r к d - диаметру вала

выбор пользователя

1 0.01

Эффективный коэффициент концентраций напряжений K_σ

таблица 2

1,45

Эффективный коэффициент концентраций напряжений K_τ

таблица 2

1,3

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений в зависимости от шероховатости  поверхности K_σⁿ и K_τⁿ

таблица 5

1,1

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали K_σd

K_σd=(K_σ+K_σⁿ -1)/ε_σ

1,91

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали K_τd

K_τd=(K_τ+K_τⁿ -1)/ε_τ

1,84

Осевой момент сопротивления W₀

W₀=π·d³/32

17472,99 мм³

Осевой момент сопротивления W_p

W_p=π·d³/16

34945,99 мм³

Амплитуда номинальных напряжений изгиба σ_A

σ_A=σ=M_{изг сум}/(0,1·d³)

1,4 МПа

Амплитуда номинальных напряжений изгиба τ_A

τ_A=τ=M_кр/(0,4·d³)

0,38 МПа

Коэффициент запаса прочности для  нормальных напряжений n_σ

n_σ=σ_-1/(K_σd·σ_A+ψ_σ·σ_m)

142,75

Коэффициент запаса прочности для  касательных напряжений n_τ

n_τ=τ_-1/(K_τd·τ_A+ψ_τ·τ_m)

623,69

Общий коэффициент запаса прочности n

139,15

Наименование

Источник

Величина

Радиальная нагрузка действующая  на левом подшипнике F_r1

598,63 Н

Радиальная нагрузка действующая  на правом подшипнике F_r2

423,16 Н

Осевая нагрузка F_a

0 H

Частота вращения n

2895 об/мин^-1

Необходимый ресурс работы L_h

таблица 1

12500 ч

Коэффициент вращения V

страница 1

1

Температурный коэффициент К_т

таблица 4

1

Коэффициент безопасности К_б

таблица 1

1,3

Коэффициент надеждности а₁

таблица 2

1

Обобщенный коэффициент совместного  влияния качества металла и условий  эксплуатации а_2,3

таблица 3

0,75

Тип

307

Динамическая грузоподъемность C_r

33200 Н

Статическая грузоподъемность C_0r

18000 Н

Внутренний диаметр подшипника d

35 мм

Наружний диаметр подшипника D

80 мм

Ширина подшипника В

21 мм

Наименование

Источник

Величина

Отношение F_a/C_0r

F_a/C_0r

0

Коэффициент осевого нагружения e

e=0.518·(F_a/C_0r)^0.24

0

Отношение F_a/(V·F_r)

F_a/(V·F_r)

0

Коэффициент радиальной динамической нагрузки x

таблица 4

0,56

Коэффициент осевой динамической нагрузки y

таблица 4

2,37

Эквивалентная нагрузка P_r

P_r=(X·V·F_r+y·F_a)·K_б·K_т

435,80264 Н

Ресурс подшипника L

L=a₁·a_2,3·(C_r/P_r)³

331593,45 млн.об.

Ресурс подшипника L_h

L_h=10⁶·L/(60·n)

1909000 ч.

Проверка

- проходит 

Исходные данные:

 
Радиальная сила на шестерне F_rш=350 Н 
Окружная сила на шестерне

F_tш=960 Н 
Осевая сила на шестерне

F_aш=0 Н 
Радиальная сила на червяке

F_rк=1000 Н 
Окружная сила на червяке

F_tк=1200 Н 
Осевая сила на червяке

F_aк=2700 Н 
Крутящий момент

М_кр=50000 Н·мм 
 
Диаметр шестерни d=140 мм 
Диаметр колеса D=80 мм 
Расстояние от подшипника до колеса a=175 мм 
Расстояние от колеса до шестерни b=180 мм 
Расстояние от шестерни до подшипника c=43 мм

Расчеты:

 
Силы: 
R_x1=724,73 Н        R_x2=-484,74 Н 
R_y1=160,42 Н        R_y2=1189,57 Н 
R_s1=742,27 Н        R_s2=1284,54 Н 
Моменты горизонтальная плоскость: 
М_г1=126827,75 Н·мм        М_г2=41279,15 Н·мм 
Моменты вертикальная плоскость: 
М_в1=28073,5 Н·мм 

М_в2=136073,5 Н·мм 
М_в3=-15050,9 Н·мм       

М_в4=-1,33075 Н·мм 
Моменты суммарные: 
М_s1=129897,65 Н·мм        М_s2=186014,18 Н·мм 
М_s3=43937,43 Н·мм        М_s4=15050,89 Н·мм 
Крутящий момент: 
М_кр=50000 Н·мм

Крутящий момент в опасном сечении M_кр

50000 Н·мм

Изгибающий момент на выходном валу М_{изг.сум.}

43937,43 Н·мм

Наименьший диаметр вала D

40 мм

Реверсивность вала:

не реверсивный 

Наличие технологического упрочнения:

нет

Паз выполнен фрезой:

дисковой

Материал:

таблица 1

Сталь 45

Диаметр заготовки d

таблица 1

<=100 мм.

Твердость HB

таблица 1

240…270

Предел прочности σ_в

таблица 1

785 МПа

Предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле изменения напряжений изгиба σ_-1

таблица 1

383 МПа

Предел выносливости гладкого образца  при симметричном цикле изменения  напряжений кручения τ_-1

таблица 1

226 МПа

Параметр

Формула

Значение

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений при изгибе ψ_σ

страница 5

0,1

Коэффициент чувствительности материала  к асимметрии цикла напряжений при  кручении ψ_τ

страница 5

0,05

Масштабный фактор ε_σ

таблица 4

0,84

Масштабный фактор ε_τ

таблица 4

0,78

Ширина шпонки b

таблицы ГОСТ-а

12 мм

Глубина паза в валу t₁

таблицы ГОСТ-а

5 мм

Эффективный коэффициент концентраций напряжений K_σ

таблица 2

1,62

Эффективный коэффициент концентраций напряжений K_τ

таблица 2

1,88

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений в зависимости от шероховатости поверхности K_σⁿ и K_τⁿ

таблица 5

1,1

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали K_σd

K_σd=(K_σ+K_σⁿ -1)/ε_σ

2,04

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали K_τd

K_τd=(K_τ+K_τⁿ -1)/ε_τ

2,53

Осевой момент сопротивления W₀

5481,25 мм³

Осевой момент сопротивления W_p

11881,25 мм³

Амплитуда номинальных напряжений изгиба σ_A

σ_A=σ=M_{из сум}/W₀

8,01 МПа

Амплитуда номинальных напряжений изгиба τ_A

τ_A=τ_m=M_кр/(W_р·2)

4,2 МПа

Коэффициент запаса прочности для  нормальных напряжений n_σ

n_σ=σ_-1/(K_σd·σ_A+ψ_σ·σ_m)

23,42

Коэффициент запаса прочности для  касательных напряжений n_τ

n_τ=τ_-1/(K_τd·τ_A+ψ_τ·τ_m)

41,63

Общий коэффициент запаса прочности n

20,41

Крутящий момент в опасном сечении M_кр

50000 Н·мм

Изгибающий момент на выходном валу М_{изг.сум.}

186014,18 Н·мм

Наименьший диаметр вала D

60,8 мм

Реверсивность вала:

не реверсивный 

Наличие технологического упрочнения:

нет

Материал:

таблица 1

Сталь 45

Диаметр заготовки d

таблица 1

<=100 мм.

Твердость HB

таблица 1

240…270

Предел прочности σ_в

таблица 1

785 МПа

Предел выносливости гладкого образца  при симметричном цикле изменения  напряжений изгиба σ_-1

таблица 1

383 МПа

Предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле изменения напряжений кручения τ_-1

таблица 1

226 МПа

Параметр

Формула

Значение

Коэффициент чувствительности материала  к асимметрии цикла напряжений при  изгибе ψ_σ

страница 5

0,1

Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений при кручении ψ_τ

страница 5

0,05

Масштабный фактор ε_σ

таблица 4

0,78

Масштабный фактор ε_τ

таблица 4

0,74

Отношение высоты ступицы h к радиусу  скругления r, и отношение r к d - диаметру вала

выбор пользователя

1 0.01

Эффективный коэффициент концентраций напряжений K_σ

таблица 2

1,45

Эффективный коэффициент концентраций напряжений K_τ

таблица 2

1,3

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений в зависимости от шероховатости  поверхности K_σⁿ и K_τⁿ

таблица 5

1,1

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали K_σd

K_σd=(K_σ+K_σⁿ -1)/ε_σ

1,98

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для детали K_τd

K_τd=(K_τ+K_τⁿ -1)/ε_τ

1,89

Осевой момент сопротивления W₀

W₀=π·d³/32

22065,34 мм³

Осевой момент сопротивления W_p

W_p=π·d³/16

44130,68 мм³

Амплитуда номинальных напряжений изгиба σ_A

σ_A=σ=M_{изг сум}/(0,1·d³)

8,43 МПа

Амплитуда номинальных напряжений изгиба τ_A

τ_A=τ=M_кр/(0,4·d³)

1,13 МПа

Коэффициент запаса прочности для  нормальных напряжений n_σ

n_σ=σ_-1/(K_σd·σ_A+ψ_σ·σ_m)

22,94

Коэффициент запаса прочности для  касательных напряжений n_τ

n_τ=τ_-1/(K_τd·τ_A+ψ_τ·τ_m)

205,63

Общий коэффициент запаса прочности n

22,79