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