Проектирование привода к мешалке реактора

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

(4750 ? 220 - 13048 ? 125/ 2) / 440 = 522 H;y = Fr - By = 4750 - 522 = 4228 H;y1 = 4228 ? 220 = 930.3 H?м;

My2 = 522 ? 220 = 114.8 H?м;

Суммарные реакции опор;

A = v Ax2 + Ay2 = v 3162 + 42282 = 4240 H;= v Bx2 + By2 = v 15732 + 5222 = 1657 H;

 

5.2 Эквивалентная нагрузка

 

Осевые составляющие реакций опор;

Sa = 0.83 ? e ? A = 0.83 ? 0.826 ? 4240 = 2907 H;B = 0.83 ? e ? B = 0.83 ? 0.826 ? 1657 = 1136 H;

Результирующие осевые нагрузки;

 

FaA = SA = 2907 H;

FaB = SA + Fa = 2907 + 13048 = 15955 H;

 

Проверяем подшипник А.

Отношение Fa / Fr = 3019 / 4240 = 0.71 < e; следовательно X = 1, Y = 0 [1 c.117].

 

P = (X ? V ? A + Y ? Fa) ? Kб ? Kт = 4240 ? 1.1 = 4664 H;

 

X = 1 - коэффициент радиальной нагрузки;

V =1 - вращается внутреннее кольцо подшипника [1 с.117];

Kт = 1.1 - коэффициент безопасности [1 с.119];

Kт = 1 - работа при t < 1000 [1 с.119];

Проверяем подшипник B.

Отношение Fa / Fr = 16067 / 1657 = 9.7 > e; следовательно X = 0.45, Y = 0.858 [1 c.117].

 

P = (X?V?B+Y?Fa)?Kб?Kт=(0.45?1657+0.858?16067)?1.1==4664H;

 

5.3 Расчетная долговечность подшипника

 

часов

 

Ресурс работы редуктора 12000 часов.

 

6. Тихоходный вал

 

.1 Схема нагружения тихоходного вала

 

Консольная сила от муфты [1 с.98];

FM = 250?= 250?= 13546 Н;

Горизонтальная плоскость;

 

?mС = FM ? 100 + Ft2 ? 95 - Dx ? 190 = 0;

 

Dx = (13546 ? 100 + 13048 ? 95)/190 = 13653 Н;

Cх=FM-Ft+Dx = 13546 - 13048 + 13653 = 12941 Н;

Mх1 = 13546 ? 100 = 1354.6 Н?м;

Mх2 = 13653 ? 95 = 1297 Н?м;

 

 

Вертикальная плоскость;

 

?mС = Fr2 ? 95 + Fa2 ? d2/2 - Dy ? 190 = 0;

Dу = (4750 ? 95 + 2556 ? 450/2)/190 = 5402 H;

Cy = Dy - Fr2 = 5402 - 4750 = 652 H;y = 652 - 95 = 61.9 Н?м;

My = 5402 ? 95 = 513.2 Н?м;

С = = 12957 H;

D = = 14683 H;

 

6.2 Эквивалентная нагрузка

 

Осевые составляющие реакций опор;

Sc = 0,83?е?С = 0.83?0.41?12957 = 4409 Н;

SD = 0.83 ? 0.41 ? 14683 = 4997 Н;

Результирующие осевые нагрузки;

FaС = SС = 4409 Н;

 

FaD = SС + Fa = 4997 + 2556 = 7553 H;

 

Проверяем подшипник C.

Отношение; Fa/Fr = 4409/12957 = 0.34 < е; следовательно Х = 1 Y = 0 [1 c.117];

Р = 12957 ? 1.1 = 14253 Н;

Проверяем подшипник D.

Отношение; Fa/Fr = 7553/14683 = 0.51 > е; следовательно Х = 0.45 Y = l.48 [1 c.117];

Р = (0.45 ? 14683 +1.48 ? 7553) ? 1.3 = 19564 Н;

 

6.3 Расчетная долговечность подшипника

 

Lh = = 65022 часов;

 

7. Уточненный расчет червячного вала

 

7.1 Расчетная стрела прогиба червяка

 

Jпр =

 

где Е = 2,1?105 МПа - модуль упругости для стали;

= 440 мм - расстояние между опорами;

Jnp - приведенный момент инерции.

Jпр = ;

Jпр = = 65?105 мм4 ;

f = = 0.007 мм;

 

7.2 Допускаемая стрела прогиба

 

[f] = (0.005 + 0.01) ? m = (0.005+0.01) ? 10 = 0.05 0.1 мм; Условие f < [f] выполнено.

 

7.3 Коэффициент запаса прочности

 

Опасное сечение проходит через опору А. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженым с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45;

термическая обработка - улучшенная ?В = 690 МПа. Пределы выносливости;

при изгибе ?-1 ? 0.43 ? ?В = 0.43?690 = 296 МПа;

при кручении ?-1 ? 0.58 ? ?-1 = 0.58?296 = 172 МПa.

Суммарный изгибающий момент;

Ми = Мх = 129.9 Н?м,

Осевой момент сопротивления;

 

W = ? ? d3/32 = 3.14 ? 753/32 = 41.4?103 мм3;

 

Полярный момент сопротивления;

Wp = 2 ? W = 2 ? 41.4?103 = 82.8?103 мм3;

Амплитуда нормальных напряжений;

 

?v = Mи/W = 129.9?103/41.4?103 = 3.1 МПа;

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений;

 

?v = ?m = M1/2?Wp = 168.8?103/2 ? 82.8?103 = 2 МПа;

 

Коэффициенты;

= 4.6;

= 0.6 ? + 0.4 = 0.6 ? 4.6 + 0.4 = 3.2;

?? = 0.1;

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

 

sб = == 20.7;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;

 

s? = = = 26.1;

 

Общий коэффициент запаса прочности;

 

s = = = 16.2 > [s] = 2.5 [2 c.162];

 

Высокое значение коэффициента запаса прочности объяснятся тем, что диаметр вала по конструктивным соображениям (равенство диаметра выходного конца диаметру вала электродвигателя) был значительно увеличен. Уменьшение диаметра вала приведет к тому, что долговечность подшипников будет меньше ресурса работы привода.

 

8. Уточнённый расчёт тихоходного вала

 

8.1 Рассмотрим сечение, проходящее под колесом

 

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

Суммарный изгибающий момент;

 

Ми = = = 1418.8 Н?м.

 

Момент сопротивления изгибу;

 

Wнетто =;

 

Wнетто = = 88?103 мм3.

Момент сопротивления кручению;

Wк. нетто= = 186.1 мм3.

Амплитуда нормальных напряжений;

 

= Ми/ Wнетто = 1418.8?103/88.8?103 = 16 МПа.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений;

 

?v = ?m = M2/2 ?Wк. нетто = 2936?103/2?186.1?103 = 15.8 МПа.

 

Коэффициенты [2 c.166];

kб = 1.6;

?б = 0.7;

k? = 1.5;

?? = 0.59;

?? = 0.1.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

 

sб = == 4.1;

 

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;

 

s? = = = 4.1.

 

Общий коэффициент запаса прочности;

 

s = = = 3.7 > [s] = 2.5.

 

8.2 Рассмотрим сечение под опорой С

 

Концентрация напряжений обусловлена подшипником, посаженным с гарантированным натягом.

Суммарный изгибающий момент;

Ми = Мх = 1354.6 Н?м.

Осевой момент сопротивления;

W = ??d3/32 = 3.14?953/32 = 84.2?103 мм3.

Полярный момент сопротивления;

Wp = 2?W =2?84.2?103 = 168.4?103 мм3.

Амплитуда нормальных напряжений;

 

= Mи/W = 1354.6?103/84.2?103 = 16.1 МПа.

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений;

 

?v = ?m = M2