4.3 Проверка запаса прочности и выносливости валов

Ведомый вал. Сечение I-I. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза.

Материал Сталь 45, термообработка – улучшение, .

(59)

(60)

Определение запасов прочности вала для опасных сечений по нормальным напряжениям.

(61)

где Kσ = 1,72 – эффективный коэффициент концентрации напряжений (таблица 11.1);

= 0,73 – коэффициент, учитывающий влияние масштабных факторов;

- амплитуда нормальных напряжений.

(62)

где М – изгибающий момент, действующий на вал колеса;

Wи – момент сопротивления сечения изгибу:

(63)

Суммарный изгибающий момент в горизонтальной и вертикальной плоскостях:

(64)

(65)

(66)

- среднее напряжение отнулевого цикла:

(67)

(68)

(69)

Проверка вала по касательным напряжениям

(70)

где Kτ = 1,56 – эффективный коэффициент концентрации напряжений (таблица 11.1);

= 0,63 – коэффициент, учитывающий влияние масштабных факторов;

- амплитуда касательных напряжений, численно равная среднему напряжению цикла:

(71)

(72)

(73)

(74)

Ψ = 0,1 – коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на усталостную прочность.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

(75)

Результирующий коэффициент запаса прочности:

(76)

(77)

Условие прочности вала выполняется, .

5 Расчет цепной передачи

5.1 Выбор основных параметров геометрических передач

Расчет ведем по методике, изложенной в [2]. На основании технического задания на проектирование привода цепного транспортера, выбираем приводную роликовую цепь типа ПР.

Определяем число зубьев меньшей звездочки цепной передачи

(78)

Определяем число зубьев ведомой звездочки:

(79)

(80)

Условие соблюдается.

Определяем фактическое передаточное отношение цепной передачи:

(81)

Определяем отклонение фактического передаточного отношения от принятого:

≤ 4,5%

Определяем коэффициент эксплуатации передачи:

(82)

где Кд = 1 - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки;

Ка – коэффициент межосевого расстояния. Ка = 1 - для оптимального межосевого расстояния;

Кс – коэффициент способа смазывания. Принимаем Кс = 1 - при капельном способе смазывания;

Кθ – коэффициент наклона линии центров звездочек е горизонту. При угле наклона <60º принимаем Кθ = 1;

Креж – коэффициент режима работы. Принимаем Креж = 1 - при работе передачи в одну смену;

Кр – коэффициент способа регулирования натяжения цепи. Кр = 1 - при регулировании натяжения отжимными винтами.

(83)

Так как < 3, то условия эксплуатации цепной передачи можно оставить без изменений.

Определяем шаг роликовой цепи:

(84)

где v – число рядов в цепи. Принимаем v = 1;

[p_ц] – допускаемое давление в шарнирах цепи. По таблице 2.2 [2] принимаем [p_ц] = 30,2.

мм

По таблице 2.2 [2] принимаем цепь с шагом 15,875. Параметры цепи сведены в таблицу 4.

Таблица 6 – Параметры приводной роликовой цепи.

t, мм	d, мм	d1, мм	h,мм	b, мм	q, кг/м	А, мм²
15,875	5,94	11,91	18,2	33	1,9	108

(85)

D1 =	15,875	=	15,875	= 116,56	мм
	7,83º		0,1362

Делительный диаметр ведомой звездочки

(86)

D₂ = 976,28 мм (87)

Проверяем межосевое расстояние по минимально допускаемому:

(88)

(89)

Условие выполняется, т.к. а = 650 мм.

Вычисляем длину замкнутой цепи, выраженную в шагах t:

(90)

(91)

Принимаем мм.

Уточняем межосевое расстояние:

(92)

Подставив данные в формулу, получаем а = 656,45 мм.

Принимаем монтажное межосевое расстояние:

(93)

Окончательно принимаем цепь ПР-19,05-38,1 ГОСТ 13568-75.

Рисунок 4 – Геометрические и силовые параметры цепной передачи.