Материал: Привод к смесителю кормов

 - коэффициент формы зуба, выбираемый в зависимости от эквивалентного числа зуба:

-        для шестерни:

При  , /1/.

-        для колеса:

При  , /1/.

 - допускаемое напряжение при изгибе:

, (1.45)

где - предел выносливости по напряжениям изгиба:

;

 - коэффициент запаса прочности по напряжениям изгиба:

,

где  - учитывает нестабильность свойств материала, , /2/;

 - учитывает способ получения заготовки, . /2/.

Подставив данные значения, получим:

 - коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки,  - нагружение в одну сторону, /2/;

 - коэффициент долговечности, , /2/.

-        для шестерни:

.

Тогда

.

-        для колеса:

.

Тогда

Отношение  для шестерни  и для колеса .

Далее проверочный расчет проводим для зубьев колеса, так как  

Подставив данные значения в формулу (1.44) получим:

Условие выполняется.

4. Расчет валов

.1      Проектный расчет валов

)        Исходные данные:

Принимаем материал валов сталь  - допускаемые напряжения при кручении, /2/.

Определим диаметры наиболее тонкой части валов по формуле:

-        для шестерни:

.

Принимаем по стандартному ряду , /2/. Остальные диаметры вала принимаем, /2/: под уплотнение ; под подшипник ; под шестерню конструктивно ; промежуточный диаметр .

Рисунок 4. Ведущий вал редуктора

для колеса:

Принимаем по стандартному ряду , /2/. Остальные диаметры вала принимаем, /2/: под уплотнение ; под подшипник ; под колесо конструктивно ; .

Рисунок 5. Ведомый вал редуктора

.2 Проверочный расчет вала на статическую прочность

1)      Исходные данные:

2)      Определяем длины участков вала:

где  - ширина шкива, ;

 - расстояние под лабиринтовое уплотнение, /2/;

 - ширина подшипника:

.

)      

Принимаем

 - расстояние между боковой поверхностью шестерни и внутренней стенкой корпуса,

 (определяется замером).

;

Определим реакции в опорах в вертикальной плоскости:

Проверка:

Условие выполняется.

Определим изгибающие моменты в сечениях вертикальной плоскости:

Определим реакции в опорах в горизонтальной плоскости:

Проверка:

Условие выполняется.

Определим изгибающие моменты в сечениях горизонтальной плоскости:

Определим суммарные изгибающие моменты:

Определим расчетные моменты:

Определение диаметров вала в опасных сечениях проводим из условия прочности:

где  - допускаемые напряжения для материала вала, , /2/.

В сечении «А»

Принимаем

В сечении «В»

Принимаем

В сечении «D»

Принимаем

5. Выбор и проверка подшипников

Рисунок 6. Подшипник качения

1)      Исходные данные:

Суммарная величина реакций опор (нагрузка на подшипники) равна:

2)      Расчет проводим по наиболее нагруженной опоре В.

При  принимаем подшипники качения и проверяем их по динамической грузоподъёмности С.

Так как отношение , выбираем радиальные шариковые подшипники.

Принимаем шариковые радиальные подшипники 4тяжелой серии при  № 409, для которого: /2/.

Определим расчетную долговечность принятого подшипника по формуле:

, (1.49)

где - эквивалентная нагрузка:

, (1.50)

где  - коэффициент радиальной нагрузки, ,/2/;

 - коэффициент, учитывающий, какое кольцо подшипника вращается, ,/2/;

 - коэффициент динамичности нагрузки воспринимаемой приводом, , /2/;

 - температурный коэффициент, , /2/.

Подставив данные значения в формулу (1.47), получим:

Тогда

Расчетная долговечность:

Для ведомого вала назначаем подшипники такого же типа тяжелой серии.

6. Выбор и проверка прочности шпоночных соединений

Принимаем призматические шпонки. Размеры сечений шпонок, пазов длины шпонок по ГОСТ 23360 - 78.

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная. Действительные напряжения смятия определяем из условия прочности:

, (1.51)

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

Выбираем размеры шпонок и проверяем их на смятие, /2/:

a)      соединение шкива ременной передачи свалом:

диаметр вала ; сечение шпонки ; глубина паза вала ; глубина паза втулки ; длина шпонки ; момент .

Подставив данные значения в формулу (1.51), получим:

b)      соединение шестерни конической передачи с валом:

диаметр вала ; сечение шпонки ; глубина паза вала ; глубина паза втулки ; длина шпонки ; момент .

Подставив данные значения в формулу (1.51), получим:

)  соединение колеса конической передачи с валом: диаметр вала ; сечение шпонки ; глубина паза вала ; глубина паза втулки ; длина шпонки ; момент .

Подставив данные значения в формулу (1.51), получим:

d)      проверяем шпонку под муфтой:

диаметр вала ; сечение шпонки ; глубина паза вала ; глубина паза втулки ; длина шпонки ; момент .

Подставив данные значения в формулу (1.51), получим:

7. Проверочный расчет вала на усталость

)        Предел прочности Ст. 45 . Предел выносливости при симметричном цикле изгиба . Принимаем .

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений . Принимаем .

В соответствии с эпюрами моментов и концентраторами напряжений определяем, что опасными сечениями являются сечения «А» и «В».

В сечении «А»

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям находим по формуле:

, (1.46)

где - масштабный фактор для нормальных напряжений, ,/2/;

 - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности, , /2/;

 - амплитуда цикла нормальных напряжений:

, (1.47)

где ;

 - осевой момент сопротивления: