Проект горизонтального винтового конвейера

Плоскость xz

;

;

Проекция на ось z

6. Строим эпюры нагрузок. Делим вал на 2 участка и рассматриваем сечения I-I и   II-II.

I участок

 

Т.к. M_X изменяется по парабалическому закону, то необходимо найти координату Z1^* вершины параболы.

II участок 

7. Рассчитываем вал на прочность.

Определяем напряжения по третьей теории прочности.

- напряжение растяжения (сжатия), МПа;

- напряжение изгиба, МПа;

- напряжение кручения, МПа.

Определяем напряжение при растяжении (сжатии):

;

где – продольная сила, Н;

 – площадь поперечного  сечения вала, м².

Определяем напряжение при изгибе:

где - максимальный изгибающий момент, Нм;

- момент сопротивления, м³;

Определяем напряжение при кручении

где – крутящий момент, Нм;

  – полярный момент, м³;

Тогда

Условие прочности выполнено.

Рассчитаем вал на жесткость:

Определим прогиб вала

, м;

где – модуль упругости

- осевой момент инерции площади сечения вала, м⁴.

Стрела прогиба вала между опорами на участке l не должна превышать 40% от радиального зазора винта λ=5мм.

Определяем угол наклона  поперечного сечения.

Условие выполнено.

Определим угол закручивания для единицы длины вала.

;

где – крутящий момент, Нм;

- модуль сдвига материала  вала;

- полярный момент инерции площади сечения вала, м⁴;

Условие выполнено.

8. Рассчитаем диаметры соединительных валов.

Минимальный диаметр  – диаметр посадочной части под  штуцер для соединения с приводом.

;

где - допускаемое касательное напряжение, МПа.

Для соединительных валов  выбираем материал – сталь 45, термообработка – улучшение до HRC 200. Для стали 45 .

Округляем полученное значение до ближайшего из стандартного ряда диаметров: d_M=65(мм). Для соединения с тихоходным валом выбранного редуктора выбираем муфту.

Диаметр посадочной части  под подшипник выбираем больше, чем  диаметр под муфту. Т.к. необходимо, чтобы к месту посадки он подходил свободно.

Диаметр фланцевой части  выбираем по конструктивным соображениям.

Прочностные расчеты  соединительных валов не ведем, т.к. нагрузки от изгибающего момента  в них незначительны, т.к. материал имеет более лучшее прочностные характеристики, чем материал вала винта конвейера, то и  коэффициент запаса прочности по напряжениям от кручения у соединительного вала будет выше (так же и коэффициент запаса прочности по продольной нагрузки).

9. Выбор и проверка долговечности подшипников.

Долговечность подшипников  не должна быть меньше 10000 часов. Для  восприятии осевой нагрузки в головной опоре устанавливаем два роликовых  однорядных конических подшипника по ГОСТ 333-71. Выбираем подшипники особолегкой серии.

Роликоподшипник конический однорядный легкой серии:

 

Условное обозначение	Размеры, мм					Грузоподъемность, кН		Факторы приведенной  нагрузки
	d	D	T	B	c	Динамическая, С	Статическая, С0	e	Y	Y0
7514	70	125	33,25	31	27	110	101	0,43	1,4	0,77

  Определим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников:

Определим осевые нагрузки подшипников:

(т.к. вторая опора разгружена  от осевой нагрузки)

, поэтому учитываем осевые  силы и эквивалентную нагрузку

,

где , , - табличные коэффициенты;

- коэффициент безопасности;

- температурный коэффициент;

Расчетная долговечность  подшипника, млн.об.

Расчетная долговечность  в часах:

Выбранный подшипник  по долговечности подходит.

Для промежуточных подвесных  и для концевых опор выбираем сферический двурядный шарикоподшипник легкой узкой серии.

Условное обозначение	Размеры, мм			Грузоподъемность, кН		Факторы приведенной  нагрузки
	d	D	В	Динамическая, С	Статическая, С0	e	Y	Y0
1214	70	125	24	27	19,1	0,19	0	-

Осевая нагрузка в  промежуточной опоре:

, поэтому осевую нагрузку  не учитываем

Выбранный подшипник  по долговечности подходит.

10. Расчет шпоночного соединения

Выбираем по ГОСТ 23360-78призматическую шпонку. Диаметр вала в месте посадки муфты .Размеры шпонки , при длине ступицы полумуфты 110(мм).

Условие прочности:

Допускаемое напряжение сжатия:

для чугунной ступицы

для стальной ступицы 

 

4.4. Выбор муфт для привода винтового конвейера.

В конструкции привода винтового конвейера имеются две муфты: одна для соединения валов электродвигателя с быстроходным валом редуктора и вторая муфта предназначена для соединения тихоходного вала редуктора с приводным валом винтового конвейера.

Исходя из передаваемого  крутящего момента первой муфты  М=95,5 н*м диаметров валов электродвигателя 42 мм и быстроходного вала редуктора  30 мм,  определяем расчетный крутящий момент из выражения:

 н*м

где: к- коэффициент режима работы муфты, при переменной нагрузке к=1,5.

Выбираем втулочно-пальцевую  муфту 250-42-1.1У3 ГОСТ21424-80.

Для выбора второй муфты при передаваемом крутящем моменте 1375,2 н*м, диаметров валов и тихоходного вала редуктора  70 мм,  и вала шнека 65 мм, определяем расчетный крутящий момент из выражения:

 н*м

Выбираем втулочно-пальцевую  муфту 2000-70-1.1У3 ГОСТ21424-80.

Материал для муфты  серый чугун марки СЧ20

 

Заключение.

Результатами выполнения курсового проекта являются:

1. Овладение методикой и навыками проектирования транспортных машин, в частности, винтового конвейера.
2. Возможность применения спроектированного механизма для конкретного технологического процесса в зерноперерабатывающей или крупяной отраслях пищевой промышленности.

 

Список используемой литературы.

1. Зенков Р.Л. Машины непрерывного транспорта; Учебн. Пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности “Подъемно-транспортные машины и оборудование” / Р.Л.Зенков, И.И.Ивашков, Л.Н.Колобов, - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987 – 432 с.: ил.
2. Зуев Ф.Г. Подъемно-транспортные машины зерноперерабатывающего предприятия. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1985 – 320 с.: ил.
3. Курсовое проектирование деталей машин: Учебн. Пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/С. А. Чернавский, К.Н.Боков, И.М.Чернин и др. - 2-е изд., перераб. и доп.  – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.: ил.
4. Спивакоский А. О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учебн. пособие для машиностроительных вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1983. - 487 с.: ил.
5. Спиваковский А. О. Транспортирующие машины. Атлас чертежей. – М.1968.
6. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2. - 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. - 559 с.: ил.
7. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 3. - 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. - 576 с.: ил.
8. Г. И. Старшов, С. Н. Никоноров. Подъемно-транспортирующие установки. Методические указания и задания к курсовому проекту для студентов специальности 170600.