Вал
|
|
g
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2606
|
65.6
|
90
|
6
|
59.6
|
0
|
0
|
107
|
0
|
2
|
4630
|
65,6
|
90
|
11,1
|
61,85
|
0
|
0
|
10,5
|
54,35
|
3
|
9020
|
65,6
|
90
|
21,3
|
54,35
|
0
|
0
|
11,15
|
27,8
|
4
|
17320
|
65,6
|
90
|
8,4
|
46,64
|
0,862
|
0,71
|
23,1
|
27,8
|
5
|
65160
|
65,6
|
90
|
33,6
|
46,64
|
0,862
|
0,71
|
107
|
0
|
Вал
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
0
|
1,57
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
2
|
0
|
0
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
3
|
0
|
0
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
4
|
0
|
0
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
5
|
0
|
1.57
|
15
|
71,35
|
0
|
0
|
107
|
0
|
0
|
1,57
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Далее производится численный
расчёт диаметров валов на ЭВМ по программе "Вал".
Результаты расчета приведены в
приложении 2.
По результатам расчета принимаю
диаметры валов: 25, 30, 60 и 75 мм соответственно на 2,3,4,5 валах.
Расчет подшипников производим по
динамической грузоподъемности С:
где L - число миллионов оборотов за расчетный срок службы
подшипника;
Р - расчетная нагрузка
подшипника качения, Н;
-
коэффициент (для шарикоподшипников )
Расчетный срок службы
подшипника, час:
где n - частота вращения вала, об/мин;
L=18000
час - общая продолжительность работы;
где V=1 -
при вращении внутреннего кольца подшипника;
-
для фрезерных станков;
-
безразмерный температурный коэффициент;
-
радиальная нагрузка;
где и
- наибольшая по величине опорная
реакция, определяемая при расчете вала по программе "Вал".
Окончательный выбор подшипников
качения производится в соответствии с ГОСТАми.
Для крепления колеса позиции 19
выбираем шпоночное соединение согласно [7].
Материал шпонки сталь 45: с σВ =590 МПа.
По диаметру вала d = 35 мм
выбираем (приложение 1) [7] 28с. обыкновенную призматическую шпонку 10х8х25, t1 = 5 мм.
Рабочая длина шпонки:
lP
= l - 0,5 ∙ b
= 25 - 0,5 ∙ 10 = 20 мм.
Номинальное давление на
поверхности контакта боковой грани шпонки и паза ступицы колеса:
σ= МПа
Допускаемое давление в
неподвижном соединении со стандартной шпонкой при переходной посадке стальной
ступицы на стальной вал из табл.2.1 [7] 6с.
Условие прочности на смятие
шпоночного соединения:
σМАХ
= σ ∙ КПЕР =
91,7 ∙ 1,5 = 128,38 МПа < 150 МПа,
условие выполняется.
Условие износостойкости
шпоночного соединения:
σ =
91,7 МПа ≤ 100 МПа,
условие выполняется.
Выбор для оставшихся шпоночных
соединений выбираем согласно [7], приложение 1.
Выбор шлицевого соединения ведем
для второго вала согласно [7]
Требуемый статический момент SA единицы длины рабочих поверхностей шлицевого
соединения относительно оси вала определяют по условию износостойкости:
SA
где Т=463 Нм - наибольший
длительно действующий вращающий момент, lP=112,5
мм - рабочая длина соединения, [σ] =22 МПа - допускаемое давление при
проектном расчете неподвижных соединений.
SA
Выбираю размеры шлицевого
соединения [7, приложение 3] с ближайшим большим значением SA=
191 мм3/мм, ГОСТ 1139-80, прямобочное шлицевое соединение: d = 28 мм, с=0,4 мм, SA=
191 мм3/мм.
d-10x28x35x4
Предел текучести материала
детали соединения с меньшей твердостью σТ=750 МПа. Коэффициент
запаса прочности [s] = 1,4 при высокой твердости
рабочих поверхностей зубьев обеих деталей.
Коэффициент концентрации
давления в связи с погрешностями изготовления КП = 1,45 при высокой
твердости рабочих поверхностей зубьев с допуском на размер В по 9 квалитету без
учета приработки.
Окружная сила в зубчатом
зацеплении
Радиальная сила в зубчатом
зацеплении
Fr
= Ft tg αw
= 7528 · tg 20o = 2740 Н
Поперечная сила
F =
Значение параметра ψ
Опрокидывающий момент
М = F · e =8011 · 9 = 72099 H·мм
Коэффициент концентрации
нагрузки от действия опрокидывающего момента КМ = 1,18 при значениях
параметров [7, табл.3.4]
Допускаемое давление смятия
[σ] CM =
Условие прочности на смятие σMAX =
σ КПЕР = 31,8 · 2,85 = 90,6 [σ] CM = 110,5 МПа выполняется. Для
остальных валов выбираем прямобочные шлицевые соединения по ГОСТ 1139-80
согласно [7, приложение 3]
Привод коробки скоростей
осуществляется от электродвигателя с n=1480 об/мин. Вращение
от него через упругую муфту передается на первый вал. Через восемнадцатиступенчатую
коробку скоростей движение передается на шпиндель.
Наличие передвижных колес
позволяет передавать большую мощность и крутящие моменты при минимальных
радиальных размерах.
1.
Киреев Г.И. Проектирование коробок скоростей металлорежущих станков: Методические
указания для студентов специальности 1201. - Ульяновск: УлПИ, 1993. - 40с
2.
Расчет приводов подач металлорежущих станков: Методические указания по
дипломному проектированию для студентов специальности 1201 / Составители: А.В. Шестернинов,
Г.М. Горшков, М.Ю. Филиппов. - Ульяновск: УлПИ, 1992. - 48с.
3.
Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение,
1977. - 380 стр.
4.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя М.: Машиностроение,
1982. - 584 стр.
5.
Металлорежущие станки и автоматы: Учебник для машиностроительных вузов /
Под ред. А.С. Проникова М.: Машиностроение, 1981. - 483 стр.
6.
Детали и механизмы металлорежущих станков: Т.2/Под ред.Д.Н. Решетова. - М.:
Машиностроение, 1985. - 405 стр.
Приложение 1
Modoul. BSV
A= 7.68 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.15 Y= 0.41 Z= 23.00
G= 14.00
F= 1000.00 U= 2.04
W=202.90
S=580.00
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 2.13
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 1.64
A= 7.68 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.15 Y= 0.41 Z= 23.00
G= 14.00
F= 1000.00 U= 2.04
W=520.00 S=%1300
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 1.55
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 0.96
A= 7.68 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.15 Y= 0.41 Z= 23.00
G= 14.00
F= 1000.00 U= 2.04
W=338.90 S=%1130
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 1.79
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 1.05
A= 7.15 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.10 Y= 0.46 Z= 33.00
G= 14.00
F= 500.00 U= 2.03
W=202.90 S=580.00
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 2.20
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 1.57
A= 7.15 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.10 Y= 0.46 Z= 33.00
G= 14.00
F= 500.00 U= 2.03
W=520.00 S=%1300
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 1.61
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 0.92
A= 7.15 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.10 Y= 0.46 Z= 33.00
G= 14.00
F= 500.00 U= 2.03
W=338.90 S=%1130
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 1.85
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 1.01
A= 6.66 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.10 Y= 0.49 Z= 40.00
G= 14.00
F= 250.00 U= 3.13
W=202.90 S=580.00
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 2.48
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 1.41
A= 6.66 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.10 Y= 0.49 Z= 40.00
G= 14.00
F= 250.00 U= 3.13
W=520.00 S=%1300
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 1.82
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 0.82
A= 6.66 B= 1.30 C= 1.15
R= 1.10 Y= 0.49 Z= 40.00
G= 14.00
F= 250.00 U= 3.13
W=338.90 S=%1130
МОДУЛЬ ИЗГИБНОЙ (мм) M1= 2.09
МОДУЛЬ КОНТАКТНЫЙ (мм) M2= 0.90
Приложение 2
val 1. BSS
G (0) = - 326.256
B1 (0) = - 118.504
L1 (0) = 0.034 M1
(0) = 0.034
U (0) = 0.012 M2
(0) = 0.01
G (1) = 2903.700
B1 (1) = 1054.695
L1 (1) = - 10309.764
M1 (1) = - 6068.399
U (1) = - 3744.757
M2 (1) = - 2204.18
S (0) = 0.04 P
(0) = 6415.52 A (0) = 2.02
S (1) = 10968.79
P (1) = 12707.21 A (1) = 2.48
S (2) = 0.04 P
(2) = 6415.52 A (2) = 2.02
S (3) = 6456.31
P (3) = 9101.80 A (3) = 2.27
val 2. BSS
G (0) = 332.401
B1 (0) = 710.875
L1 (0) = 30787.395
M1 (0) = 27655.059
U (0) = 65842.000
M2 (0) = 59143.18
G (1) = 1256.323
B1 (1) = 5072.354
L1 (1) = - 32251.047
M1 (1) = - 53757.246
U (1) = - 68972.164
M2 (1) = 39381.61
S (0) = 72684.48
P (0) = 73766.85 A (0) = 2.57
S (1) = 76139.93
P (1) = 77173.86 A (1) = 2.63
S (2) = 65289.49
P (2) = 66492.35 A (2) = 2.41
S (3) = 66638.97
P (3) = 67817.90 A (3) = 2.44
val 3. BSS
G (0) = 853.729
B1 (0) = 310.095
L1 (0) = 203804.500
M1 (0) = 113675.008
U (0) = 74026.758
M2 (0) = 41289.53
G (1) = - 853.712
B1 (1) = 919.591
L1 (1) = - 0.023
M1 (1) = - 31246.098
U (1) = - 0.008
M2 (1) = 33656.95
S (0) = 216832.28
P (0) = 218217.36 A (0) = 5.55
S (1) = 0.02 P
(1) = 24547.49 A (1) = 3.16
S (2) = 120941.45
P (2) = 123407.51 A (2) = 5.42
S (3) = 45925.04
P (3) = 52073.88 A (3) = 4.06