Выбор главных размеров электродвигателя (стр. 10 )

При работе машины возникает поперечная сила, вызываемая передачей через упругую муфту и приложенная к выступающему концу вала:

; где Кп=0,3 – при передачи упругой муфты (учитывая неоднородность плотность втулок); r=0,5·D1; D1 – диаметр по центрам пальцев муфт ( D1=68 мм ) r=34 мм.

От поперечной силы передачи прогиб вала посередине сердечника равен:

Возникающий из-за прогиба вала под действием С'2 и Fп , начальный расчетный эксцентриситет сердечника якоря равен:

; где δ – воздушный зазор, равный 0,4·10-3 м; при δ<0,5мм, К=0,15.

При смещении сердечника на l0 сила одностороннего магнитного притяжения равна:

; т. к. 2р=2, то вместо 0,15 подставляем 0,1.

Дополнительный прогиб от силы Т0 равен:

Увеличение прогиба на f0 вызовет усиление силы магнитного притяжения, а следовательно, и дальнейшее увеличение прогиба. Так будет продолжаться до тех пор, пока магнитное притяжение и жесткость вала не уравновесятся. Под действием сил магнитного притяжения установившийся прогиб вала равен:

Когда отдельные составляющие прогиба суммируются, результирующий прогиб вала равен:

Величина f должна составлять не более 12% от δ у машин постоянного тока. δ=0,4мм f составляет 10,5% от δ.

2. Определение критической частоты вращения.

Первая критическая частота вращения машины может рассматриваться в качестве характеристики изгибной жесткости вала.

Прогиб от силы тяжести упругой полумуфты равен:

; где Fс=9,81·m/2 – сила тяжести упругой полумуфты; m – масса упругой муфты (m=2,14 кг).

С учетом влияния силы тяжести упругой полумуфты первая критическая частота вращения равна:

об/мин.

Значение nкр должно превышать максимальную рабочую частоту вращения не менее чем на 30%.

nкр =4000 об/мин nкр превышает nmax в 2,1 раз.

3. Расчет вала на прочность.

Расчет ведется, исходя из теории максимальных касательных напряжений. Вал рассчитывается на участке С в наиболее нагруженном сечении 1-1 выступающего конца вала.

В рассматриваемом сечении вала на участке С изгибающий момент равен:

; где К=2 – принимаемый коэффициент нагрузки. При соединении машиной упругой муфтой отрезки Z1 и С отсчитываются от середины втулки муфты. В этом случае Z1=L/2+l1/2=104/2+25/2=64,5 мм.

Момент кручения равен:

Момент сопротивления при изгибе равен:

; где di=d1- t =18-3,5=14,5 мм.

При совместном действии изгиба и кручения приведенное напряжение равно:

Для вала принимаем марку стали 30, δт=230·106 Па – предел текучести качественной стали на растяжение.

Значение δпр не должно превышать 0,7·δт.

0,7·230·106=161·106 Па

38,56·106 Па<161·106 Па

Расчет подшипников

Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник А равна:

Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник В равна:

Так как аксиальная нагрузка отсутствует, то динамическая приведенная нагрузка для шарикоподшипника однорядного вычисляется по формуле:

; где Кδ – коэффициент, учитывающий характер нагрузки машины ( при режиме работы с умеренными толчками и кратковременной перегрузкой до 50% от номинальной нагрузки Кδ =1,5).

Необходимая динамическая грузоподъемность шарикоподшипника равна:

; где L – расчетный срок службы подшипника (обычно принимают 12000 часов ); n – наибольшая рабочая частота вращения машины.

Из таблицы для сторон А и В выбираем шарикоподшипники № 000 средней серии значением С=12250 Н (с запасом надежности).