Привод элеватора

 

Угол обхвата меньшего шкива:

Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи: для привода к ковшовому элеватору при односменной работе 

Коэффициент, учитывающий влияние  длины ремня :

для ремня сечения О при длине L=2240 мм коэффициент

Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата:      

при коэффициент

Коэффициент, учитывающий число  ремней в передаче:

предполагая, что число ремней в  передаче будет от 2 до 3, примем  

Число ремней в передаче:

где Р0 – мощность передаваемая одним клиновым ремнём, кВт. Для ремня сечением О, при длине L=2240,работе на шкиве 63 мм и    мощность Р0=0,63 кВт.

Принимаем z = 2

 

Натяжение ветки клинового ремня:

где скорость   

θ – коэффициент,  учитывающий влияние центробежных сил;  для ремня сечения О коэффициент

 

Давление на валы:

 

Ширина шкивов:

 

 

     4.Первый этап компоновки редуктора.

 

Выбираем способ смазывания: зацепление зубчатой пары – окунанием зубчатого  колеса в масло; для подшипников пластичный смазочный материал.

Камеры подшипников отделяем от внутренней полости корпуса  мазеудерживающими кольцами.

Подшипники валов расположим в  стаканах.

Намечаем для валов роликоподшипники конические однорядные легкой серии:

 

Условное обозначение  подшипника	d	D	T	C		e
	мм			kH
7202 7204	15 20	35 47	12 16	10,5 21	6,1 13	0,45 0,36

 

 При установке радиально-упорных подшипников необходимо уточнить, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок. Для однорядных конических роликоподшипников по формуле

Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипника

Принимаем размеры между реакциями  подшипников ведущего вала

Примем  .

Для подшипника 7204 размер

, ,

 

    

     5.Проверка долговечности подшипника.

 

Ведущий вал.

Силы действующие в зацеплении: , и

  .

Первый этап компоновки дал и

Реакции опор:

в плоскости xz

Проверка 

в плоскости yz

 

Проверка 

Суммарные реакции

 

Осевые составляющие радиальных реакций  конических подшипников 

Здесь для подшипников 7202 параметр осевого нагружения е = 0,45

В нашем случае ,

 

 

 

Рассмотрим  левый подшипник.

Отношение 

поэтому следует учитывать осевую нагрузку.

Эквивалентная нагрузка  

Для заданных условий  , для конических подшипников при 

коэффициент и коэффициент

Расчетная долговечность,

 

 

Расчетная долговечность, ч

Рассмотрим правый подшипник.

Отношение 

Поэтому при подсчете эквивалентной  нагрузки осевые силы не учитываются.

Эквивалентная нагрузка

 

Расчетная долговечность,

Расчетная долговечность, ч

Ведомый вал.

Из предыдущих рассчетов: , и

  .

Нагрузка на вал от цепной передачи

 

Первый этап компоновки дал  , ,

Реакции опор:

в плоскости xz

Реакции в плоскости yz: 

 и 

Суммарные реакции

 

Осевые составляющие радиальных реакций  конических подшипников 

Осевые нагрузки подшипников

Отношение   

поэтому следует учитывать осевую нагрузку

Эквивалентная нагрузка

Так как в качестве опор ведомого вала применимы одинаковые подшипники легкой серии 7204, то долговечность определим для более нагруженного правого подшипника.

 

Расчетная долговечность, млн. об.

Расчетная долговечность, ч

Здесь – частота вращения ведомого вала

Полученная долговечность более  требуемой. Подшипники 7204 приемлемы.

 

 

 

 

     6. Второй этап компоновки редуктора.

     7. Проверка прочности шпоночных соединений

 

Шпоночное соединение проверяем на смятие.

Здесь ограничимся проверкой прочности  лишь одного соединения, передающего  вращающий момент от ведомого вала к звездочке.

Диаметр вала в этом месте  , сечение и длина шпонки , глубина паза .

Момент на звездочке  .

 

Напряжение смятия:

Поэтому установим две шпонки под  углом 180⁰

 

     8. Уточненный расчет валов, выбор сорта масла.

 

Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения.

Материал валов – сталь 45 нормализованная;

Пределы выносливости и .

У ведущего вала определять коэффициент  запаса прочности в нескольких сечения  не целесообразно; достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициентом запаса, а именно сечение в месте посадки подшипника, ближайшего к шестерне. В этом опасном сечении действуют максимальные изгибающие моменты и крутящий момент .

Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:

Суммарный изгибающий момент:

Момент сопротивления сечения:

Амплитуда нормальных напряжений :

 

 

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Полярный  момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям:

Коэффициент запаса прочности:

Для обеспечения прочности коэффициент  запаса должен быть не меньше . Учитывая требования жесткости, рекомендуют . Полученное значение достаточно.

У ведомого вала следовало бы проверить прочность в сечении под колесом и под подшипником со стороны звездочки. Через оба эти сечения передается вращающий момент , но в сечении под колесом действует изгибающий момент:

а под подшипником  , на , а момент сопротивления больше пропорционально , т.е. на 30 . Поэтому заключаем, что из этих двух сечений более опасно сечение под подшипником. Для него и проведем расчет.

Изгибающий момент:

Момент сопротивления сечения:

 

 

 

 

Амплитуда нормальных напряжений :

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

 

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям:

Коэффициент запаса прочности:

Выбор сорта масла.

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого  колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса  до погружения колеса на всю длину зуба.

При контактном напряжении и средней скорости вязкость масла должна быть приблизительно равна Принимаем масло индустриальное И-25А.

Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом, закладываемым  в подшипниковые камеры при монтаже. Сорт мази выбираем – солидол марки УС-2.