Расчет клиноременной передачи на привод ножевого вала

2. Расчет клиноременной передачи на привод ножевого вала

Клиноременная передача, установленная в системе привода от электродвигателя к ножевому валу, должна отвечать следующим характеристикам:

 кВт – передаваемая мощность

n₁=750 об/мин – частота вращения вала электродвигателя,

i=1,5- передаточное число.

По графику 12.23 [3] принимаем сечение В.

По графику 12.26 [3] принимаем диаметр малого шкива d_р1 =200 мм. и находим Р₀ =3,2 кВт.

Рассчитываем геометрические параметры передачи:

диаметр большого шкива:

мм, принимаем стандартное значение мм, отклонение i не более 4%, что допустимо.

Межосевое расстояние принимаем исходя из того, что привод ножевого вала и привод шнека находятся на одной оси, следовательно а=821 мм (из расчета передачи на привод шнека)

Определяем длину ремня:

 (14)

Принимаем стандартное значение l_p=2500 мм

Определяем угол обхвата ремнем малого шкива:

 при i ≤ 7

- в допустимых пределах.

Определяем мощность, передаваемую одним ремнем в условиях эксплуатации:

, (15)

где ; ; ; .

Тогда:  (16)

Определяем число ремней по формуле:

шт. (17)

где . Таким образом условие z ≤ 6 [2] удовлетворяется

Определяем силу предварительного натяжения одного ремня:

 [Н], (18)

где  м/с – скорость движения ремня;

 [Н]

[Н]

Сила, действующая, на вал определяется по формуле:

[Н]

где .

В статическом состоянии передачи:

[Н] (19)

При n₁=750 об/мин

[Н]. (20)

Сравнение данных полученных по формулам (19) и (20) показывает, что влияние центробежных сил мало.

Определяем ресурс наработки ремней [1]

 (21)

ч.; =1; =1.

Получаем, что ч. (22)

3. Расчет приводного вала

Исходные данные для расчета приводного вала:

материал – сталь 45, улучшенная, σ_в=750 МПа, σ_т=450 МПа. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной.

а=40 мм ; в=l=200 мм;с=192 мм.

Определяем крутящий момент на конце вала:

 (23)

где Р=3,8 кВт – передаваемая мощность;

м/с – угловая скорость, где n=476 об/мин. – частота вращения вала.

Расчет дает:  Нм (24)

На конце вала установлен шкив диаметром 315 мм.

Определяем допускаемую нагрузку на выходном конце вала по формуле:

 Н (25)

Определяем силы в соединении с ножевым валом:

осевая сила  Н (из расчета мощности электродвигателя);

окружная сила  Н , где d=33 мм – диаметр поверхности вала, передающий вращение  Н

Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Рассмотрим реакции от сил  и , действующих в вертикальной плоскости:

Сумма проекций ; (26)

 (27)

сумма моментов , где

Н (28)

Н (29)

Реакции от сил  и , действующих в горизонтальной плоскости:

, (30)

 (31)

Н (32)

Н (33)

Определяем запасы сопротивления усталости в опасных сечениях. Просчитываем два предполагаемых опасных сечения: сечение I-I и сечение II-II, ослабленное шпоночным пазом.

Для первого сечения изгибающий момент определяем по формуле:

Н (34)

Напряжение изгиба определяем по формуле:

 (35)

Напряжение кручения определяем по формуле:

МПа (36)

где d=55 мм – диаметр вала в сечении I-I

Определяем пределы выносливости:

МПа

МПа

МПа

Запас сопротивления усталости по изгибу определяем по формуле:

, (37)

Где  - амплитуда переменных составляющих циклов напряжений:

- постоянная составляющая;

 - эффективный коэффициент

Концентрации напряжений на изгибе равны:

- эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении;

- масштабный фактор (рис.15.5 [3])

 - фактор шероховатости (рис.15.6 [3])

 - коэффициент, корректирующий.

Влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости учитываем величиной:

 (38)

Запас сопротивления усталости по кручению вычисляем по формуле:

, (39)

где  - постоянная и переменная соответственно составляющие циклов напряжений;

 - коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости

Расчет по формуле (39) дает:

 (40)

Определяем запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба [3]:

 (41)

>[s] (42)

Для сечения II-II

Изгибающий момент определяем по формуле:

 Н·мм (43)

Напряжение изгиба определяем по формуле:

МПа (44)

где d=38 мм – диаметр вала в сечении II-II.

Напряжение кручения будет равно:

МПа (45)

Запас сопротивления усталости по изгибу будет равен:

 (46)

 по таблице 15.1 [3] для шпоночного паза;

 (по таблице 15.5 [3]);

Запас сопротивления усталости по кручению вычисляем по формуле:

; (47)

где

Определяем запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба:

>[s]=1,5 (48)

Проверяем статическую прочность при перегрузках. Расчет ведем для сечения II-II, так как оно больше напряжено. При перегрузках напряжения удваиваются, следовательно:

МПа

МПа (49)

Допускаемое напряжение:

МПа (50)

Требуется, чтобы  (51)

Это условие выполняется, так как

<=360МПа (52)

Проверяем жесткость вала. По условиям работы вала опасным является прогиб вала в сечении II-II под шкивом от натяжения ремней.

Определяем момент инерции сечения вала:

 (53)

Прогиб в вертикальной плоскости от силы :

(по таблице 15.2 [3]) (54)

Где

Подставив численные значения параметров, получим:

 (55)

Прогиб от силы  в горизонтальной плоскости определяем по формуле:

 (56)

Суммарный прогиб будет равен:

 (57)

Определяем допускаемый прогиб:

 (58)

Где l=200 – расстояние между опорами

 (59)

Допустимое условие выполняется, так как

 (60)

Определяем угол закручивания вала:

 (61)

Где l – длина вала = 433мм; G=2×10⁵ модуль упругости при сдвиге;

 (62)

Тогда

 (63)

угол закручивания в допустимых пределах.

Таким образом, условия прочности и жесткости для приводного вала выполняются.

Похожие работы

Технология производства мясных консервов

Скачать

40567

15

1

... с ржавчиной протирают сухой ветошью и если они остались герметичными, их реализуют в первую очередь с разрешения органов саннадзора [1]. 9.  Оборудование для производства мясных консервов  Линия производства мясных консервов: — Котел варочный — Плита паровая — Реакторы  —Установка для санитарной обработки оборудования 9.1 Комплект оборудования для производства мясных паштетов ИПКС- ...

Хранение напитков. Мясные консервы

Скачать

21137

3

0

... синтетических эссенций (с использованием сахарозаменителей), диабетические (с использованием сахарозаменителей), композиционные. Минимальная температура хранения безалкогольных напитков – 180С. Кроме того, они не должны находиться в зоне попадания прямых солнечных лучей. 2. Мясные консервы. Классификация, ассортимент, состав, пищевая ценность, хранение Мясные консервы отличаются высокой ...

Фальсификация продовольственных товаров. Оценка качества консервов

Скачать

83220

0

0

... домашних условиях заставят многих потребителей отказаться от приобретения даже по низким ценам товаров, особенно продовольственных, как у случайных продавцов и на неорганизованных рынках, так и в фешенебельных магазинах. 2. КОНСЕРВЫ РЫБНЫЕ И МЯСНЫЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ, ПРОИЗВОДСТВО, ТАРА. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КОНСЕРВ, МАРКИРОВКА, ДЕФЕКТЫ. Рыбные консервы - это соответствующим образом подготовленные ...

Технология хранения и транспортирования продовольственных товаров

Скачать

39905

0

0

... годы широко внедряются как в пищевых производствах, так и в питании. Потребитель обязательно должен получать информацию о присутствии в продукте пищевых добавок. При товароведной оценке импортных продовольственных товаров следует обращать внимание на вид вносимых добавок, так как не все они разрешены к использованию в нашей стране. Пищевые добавки — разрешенные Минздравом РФ химические вещества ...