Наиболее нагруженным элементом мельницы является открытая зубчатая пере­дача и корпус мельницы. Открытая зубчатая передача состоит из венца и ведущей шестерни и рассчитывается по обычным зависимостям приводимым в курсе «Детали машин».

В соответствии с принятыми методиками расчета большие открытые передачи проверяются двумя способами:

1. С помощью максимального крутящего момента Мкр, исходя из допущения пластической деформации зубьев, соответствующей максимальному контактному напряжению [<тк]тах ^ 4,2<тТ.

2. По максимальному изгибу Мки , исходя из усталостной прочности зубьев на изгиб, когда [<ти]тах ^ 0,84<7т.

Зубчатая передача работоспособна, если любой из указанных выше моментов больше крутящего момента Мкр = 10і NAR/inx кН-м, где NAR — мощность двигателя, пх — число оборотов колеса, і — передаточное отношение.

Максимальный крутящий момент на колесе (венце) по первому методу определя­ется по зависимости [10]:

мк. п. = {([<7к]тах/С cos /3) • (г^гп^/КП(і + 1))}, Н-м;

где [<тк]тах — допустимое нормальное контактное напряжение, МПа; /3 — угол на­клона зубьев; zK — число зубьев; Ьк — ширина зубьев; Кп — коэффициент загрузки, Кп = 1,5 - т-1,7; С — коэффициент, зависящий от материала контакта, — при контакте «сталь по стали» С = 214, «чугун по стали» С — 167, «чугун по чугуну» С = 140; тпн — нормальный модуль, см.

При второй проверке допустимый момент на изгиб определяется по формуле [10]:

[сг0.и.] = 0,84<гт — предел усталости материала при изгибе; Ке — коэффициент перекрытия, для прямозубых колес Кє = 1, для косозубых и шевронных Кє = = 1,3; Кк — коэффициент нагрузки при изгибе, КИ = Кп + 0,1; Фо - — коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и масштабный фактор, (Фо - = 1,8 - Ь 2,5 при изменении тн от 5 до 50 мм); [пи] — коэффициент запаса прочности относительно

предела усталости при изгибе, для литых деталей [пи] = 2 до модуля тпн <: 18 мм, при тИ > 18мм коэффициент [п„] = 2,2; для поковок при тн ^18 мм коэффициент ^ [пи] = 1,8 и [пи] = 2 при тн > 18 мм.

Прочность корпуса мельницы рассчитывают на изгиб по центральному сечению, условно считая корпус мельницы однородным цилиндрическим телом весом G6, опирающееся на две опоры и нагруженным по длине барабана равнораспределенной нагрузкой (от веса руды и шаров G3). В этих условиях напряжение изгиба

°и3 = 0,16(L/D)(G6 + G3)/D5,

где S — толщина стенки барабана.

Корпус барабана рассчитывают на растяжение по формуле Ляме

0р.і. = (С? б + G3)/(2LS).

Дополнительное растяжение корпуса вызывается центробежной силой (Gg + + G3)u2D/2g, откуда <тр = (G6 + G3)uj2D /(Ag5L).

Суммарное напряжение <тр = <тиз + сгр + <тр 2 < [а], где [<т] = 80 - г - 90 МПа — допустимое напряжение.