Расчет и конструирование тихоходного вала
конвейер электродвигатель подшипник редуктор
Назначаем материал для изготовления вала - Сталь 40 Х
Допускаемое напряжение изгиба
, (76)
где 
- предел выносливости вала при симметричном цикле нагружения; 
- коэффициент концентрации напряжения; 
- коэффициент запаса прочности;
.
Допускаемое напряжение кручения
, (77)
.
Выполняем предварительную компоновку редуктора
Рисунок 1 - Компоновка редуктора
, (78)
.
, (79)
.
, (80)
.
, (81)
.
Определяем реакции опор и изгибающие моменты
Рисунок 2 - Схема сил, действующих в передачах привода
Горизонтальная плоскость
Рисунок 3 - Схема сил, действующих в горизонтальной плоскости
, (82)
, (83)
.
, (84)
, (85)
.
Проверка:
, (86)
;
;
;
;
.
Рисунок 4 - Эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости
Вертикальная плоскость
Рисунок 5 - Схема сил, действующих в вертикальной плоскости
, (87)
, (88)
.
, (89)
, (90)
.
Проверка:
;
;
;
;
.
Рисунок 6 - Эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости
, (91)
;
;
;
.
Рисунок 7 - Эпюра изгибающих моментов
Строим эпюру эквивалентных моментов
Рисунок 8 - Эпюра крутящих моментов
, (92)
;
;
;
;
.
Рисунок 9 - Эпюра эквивалентных моментов
Вычисляем диаметры вала
, (93)
где 
- осевой момент сопротивления.
, (94)
, (95)
;
;
;
;
, (96)
.
По ГОСТ 12080-66 назначаем диаметр 
; 
.
Диаметр под подшипник
, (97)
.
Принимаем 
(кратен 5)
Диаметр вала под зубчатое колесо
, (98)
.
Назначаем по ряду размеров Ra 40 по ГОСТ 6636-69; 
.
Диаметр буртика
, (100)
.
Принимаем 
Подбор подшипников качения
Тип подшипника
, (101)
где 
- реакция в опоре; 
- составляющая реакции по оси x;
- составляющая реакции по оси y;
;
.
, (102)
.
Проверяем подшипник 410
Вычисляем отношение
, (103)
Грузоподъемность: С = 81700 н; С0 = 52000 н;
.
,
X = 1; Y = 0.
Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку
, (104)
где 
- коэффициент вращения; 
- реакция в опоре b; 
- осевая нагрузка; 
- коэффициент безопасности; 
- коэффициент, учитывающий влияние температуры; 
- коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;
.
Вычисляем долговечность подшипника
, (105)
.
Подшипник 410 ГОСТ 8338-75
Подбор шпонок
Под зубчатое колесо
Рабочая длина шпонки
, (106)
где 
- длина шпонки; 
- ширина шпонки;
.
Окружная сила смятия
, (107)
.
Площадь смятия
, (108)
где 
- высота шпонки; 
- глубина паза вала;
.
Напряжения смятия
, (109)
.
Условие прочности на смятие выполняется
исполнение: Шпонка 22х 14х 63ГОСТ 23360-78
Под звездочку
Рабочая длина шпонки
.
Окружная сила смятия
.
Площадь смятия
.
Напряжения смятия
.
Условие прочности на смятие выполняется
исполнение: Шпонка 14х 9х 60ГОСТ 23360-78
Подбор муфты
Расчетный вращающий момент
, (110)
где 
- вращающий момент вала;
.
Присоединительные размеры концов валов
Электродвигателя: d = 48мм, l = 110 мм;
Редуктора: Коническое исполнение d = 45мм, l = 82мм.
Выбираем муфту: Втулочно-пальцевая муфта 
;
Муфта 55-1-45-3 У 2 ГОСТ 21424-93.
Выбор смазочного материала редуктора
; 
;
Марка смазочного масла И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4.