Расчет привода главного движения радиально-сверлильного станка

Курсовой проект - Разное

Другие курсовые по предмету Разное

µ на зубчатом колесе:

 

 

гдеd - начальный диаметр зубчатого колеса, мм.

Радиальное усилие на зубчатом колесе:

где - угол зацепления .

1.7.2 Составление расчетных схем вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях

 

 

Рис.5 Расчетные схемы вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях

 

.7.3 Определение реакций опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях

Определение реакций опор производится по формулам теоретической механики с использованием уравнений статики.

 

XOZ:

:

:

YOZ:

 

1.7.4 Определение изгибающих моментов, суммарного, крутящего

Определяем величины моментов для двух сечений: под шестерней и в передней опоре.

Определение величин моментов в различных сечениях производится по формулам сопротивления материалов.

Суммарный изгибающий момент в сечении:

 

 

 

1.7.5 Определение запаса сопротивления усталости в опасных сечениях

Для первого сечения под шестерней:

 

 

Где и - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям.

 

 

Вычислим напряжения в сечениях:

Где и - моменты сопротивления для полого круглого сечения.

Вычислим пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:

 

 

Где и - коэффициенты снижения предела выносливости для шпоночного паза под колесом, а и для легированной стали 12ХН3А.

- коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала.

 

 

 

 

 

условие прочности соблюдается.

Для второго сечения в передней опоре:

 

 

Вычислим напряжения в сечении:

Вычислим пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:

 

 

Где , для ступенчатого перехода с галтелью,

а , для легированной стали 12ХН3А.

- коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала.


условие прочности соблюдается для обоих сечений.

 

1.7.6 Расчет шпиндельного узла на жесткость и угол кручения

Жесткость шпиндельного узла находится с учетом жесткости его опор. Предварительно рассчитаем жесткость передней и задней опор:

В передней опоре установлены упорно-радиальный шарикоподшипник и роликовый радиальный подшипник Жесткость передней опоры зависит только от жесткости роликового двухрядного подшипника с короткими цилиндрическими роликами. Его жесткость зависит от его внутреннего диаметра. При d=65 имеем j2r=600 Н/мкм.

Жесткость задней опоры зависит от жесткости роликового двухрядного подшипника с короткими цилиндрическими роликами. При d=50 имеем j2r=400 Н/мкм.

Примем обозначения: l=565 мм - расстояние между передней А и задней В опорами шпинделя; а=65 мм - вылет его переднего конца (консоль); b=85 мм - расстояние от приводного элемента до передней опоры; I1= мм4 - среднее значение осевого момента инерции сечения консоли; I2 = мм4 - среднее значение осевого момента инерции сечения шпинделя в пролете между опорами; Е - модуль упругости материала шпинделя; jA и jB - радиальная жесткость передней и задней опор; - коэффициент защемления в передней опоре для выбранной схемы нагружения.

Упругое перемещение переднего конца шпинделя с учетом действия защемляющего момента в передней опоре:

 

;

мм.

мм.

 

Угол поворота передней опоры шпинделя

 

рад.

 

Условия жесткости соблюдаются, поэтому выбранные размеры шпинделя оставляем без изменений.

 

.8 Обоснование конструкции шпинделя, выбор материала, выбор термообработки

 

.8.1 Обоснование конструкции шпинделя

Шпиндельные узлы с двухрядным роликовым подшипником типа

К и упорно-радиальным шариковым подшипником типа 178800

применяют в средних и тяжелых токарных, фрезерных, фрезерно-расточных и шлифовальных станках.

В передней опоре первый подшипник предназначен для восприятия радиальной нагрузки, второй - для осевой.

Диаметр шпинделя в передней опоре d = 60...200 мм. Узел характеризуется относительно высокой быстроходностью dnmax = (1,5...4,5) 105 мм мин-1, где nmax - наибольшая частота вращения.

 

Рис.6 Типовая компоновка шпиндельного узла.

 

.8.2 Выбор материала для шпинделя и выбор термообработки

Материал для шпинделя выбирают, исходя из требований обеспечить необходимую твердость и износостойкость его шеек и базирующих поверхностей, а также предотвратить малые деформации шпинделя с течением времени (коробление).

Шпиндели станков нормальной точности изготовляют из сталей 40Х, 45, 50 с закалкой ответственных поверхностей до твердости 48…56 HRCэ с использованием индукционного нагрева. Если его применение вызывает затруднения, шпиндели изготовляют из сталей 40ХГР, 50Х и подвергают объемной закалке до твердости 56...60 HRCэ.

КП.МРС.36.01.01.05.00.000.ПЗ

Шпиндели станков с ЧПУ и многоцелевых станков, для которых требуется повышенная износостойкость поверхностей, используемых для центрирования и автоматического закрепления инструментов или приспособлений, изготовляют из сталей 20Х, 18ХГТ, 12ХНЗА с цементацией и закалкой до твердости 56...60 HRCэ.

Для шпинделей прецизионных станков применяют азотируемые стали 38ХМЮА, 38ХВФЮА с закалкой до твердости 63...68 НRСэ.

Требования к твердости ответственных поверхностей шпинделя и толщине упрочненного слоя зависят от типа опор