Расчет токарного станка
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
bsp;
.7 Расчет шпоночных соединений
Материал шпонок - сталь 45:
Сегментная шпонка .
Проверка на смятие боковой поверхности:
- условие выполнено.
Проверка на срез по поперечному сечению:
- условие выполнено.
Призматическая шпонка .
Проверка на смятие боковой поверхности:
- условие выполнено.
Проверка на срез по поперечному сечению:
- условие выполнено.
Призматическая шпонка .
Проверка на смятие боковой поверхности:
- условие выполнено.
Проверка на срез по поперечному сечению:
- условие выполнено.
4. Расчет шпиндельного узла
Шпиндельные узлы предназначены для осуществления точного вращения инструмента или обрабатываемой заготовки. Точность и качество обработанной поверхности, возможность использования мощности главного привода непосредственно связаны с эксплуатационными параметрами шпиндельного узла, и его конструкция играет решающую роль в работоспособности станка в целом.
Выбор переднего конца шпинделя и опор качения проводился с помощью программного средства SPINDL.
4.1 Выбор переднего конца шпинделя
DD1D2D3Конусd1d2d3BlHh290196,869235,09510028M10363518812
4.2 Выбор опор качения
Шпиндельные подшипники отличаются от обычных высокой точностью, жесткостью, низким тепловыделением и оказывают решающее влияние на работу шпиндельного узла.
Диаметр шпинделя под передней опорой, мм160Диаметр шпинделя под задней опорой, мм130Максимальная частота вращения, об/мин2500
Расчетная быстроходность 400000 мм/мин.
Опоры выбираем по быстроходности и по виду опор станка-аналога:
Передняя опора
Упорно-радиальный подшипник (178832) работает в паре с радиальным (3182132) и воспринимает осевую нагрузку в двух направлениях. Быстроходность подшипника выше, чем у упорного подшипника примерно в 1,5 - 2 раза, а тепловыделения - меньше. Требуемый натяг выдерживается за счет толщины кольца.
Задняя опора
станок деталь резание привод
Двухрядный роликовый подшипник (3182126) с короткими цилиндрическими роликами. Внутреннее кольцо подшипника устанавливается на коническую (конусность 1:12) шейку шпинделя, благодаря чему при осевом перемещении кольца происходит его деформирование и регулирование натяга. Подшипник отличается высокой жесткостью и виброустойчивостью. Величина натяга устанавливается за счет подшлифовки компенсатора (который также исключает перекос внутреннего кольца подшипника) и подтягиванием гайки.
Исходные данные расчета
Количество узловых точек11Количество стержней10Количество пружин3Количество сосредот. масс3
Соединение и параметры стержневых элементов
NНач. узелКон. узелНаружный диаметр [мм]Внутренний диаметр [мм]Длина [мм]1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8 9 102 3 4 5 6 7 8 9 10 11315 280 160 160 150 150 150 150 134 1150 90 90 90 90 90 90 90 90 9062,5 129 78 43 28 180 2 46 96 170
Соединения и параметры пружинных элементов
NНач. узелКон. узелЖестк. осевая [даН/мкм]Жестк. радиал. [даН/мкм]Жестк. угловая [даН*м/рад]Коэф.рас. энергии1 2 33 4 100 0 0212 212 0225 0 1940 1,06E+6 00,4 0,3 0,4
Инерционные характеристики
NУзелМасса [кг]Момент инерции [кг*м**2]1 2 31 6 766,3 43,76 7,810,79200 1,35930 0,07982
Координаты точек
Узел NКоордината по оси X [мм]Узел NКоордината по оси X [мм]1 2 3 4 5 60 62,5 191,5 269,5 312,5 340,57 8 9 10 11520,5 540,5 586,5 682,5 852,5
Патрон механизированный токарный трехкулачковый (масса 1):
- масса патрона;
- длина патрона;
- диаметр патрона.
- момент инерции относительно оси X;
- момент инерции относительно оси Y;
- момент инерции относительно оси Z;
Цилиндрическое зубчатое колесо (масса 2):
- момент инерции относительно оси X;
- момент инерции относительно оси Y;
- момент инерции относительно оси Z;
- масса колеса.
Цилиндрическое зубчатое колесо (масса 3):
- момент инерции относительно оси X;
- момент инерции относительно оси Y;
- момент инерции относительно оси Z;
- масса колеса.
Результаты статического расчета.
Деформации в узловых точках
NX [мкм]Y [мкм]Z [мкм]FI(z) [рад]FI(y) [рад]1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00,178E-1 0,144E-1 0,577E-2 0,157E-2 -0,764E-4 -0,944E-3 -0,294E-2 -0,288E-2 -0,260E-2 -0,154E-2 0,643E-30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00,684E-7 0,682Е-7 0,656Е-7 0,425Е-7 0,343Е-7 0,277Е-7 -0,204Е-8 -0,404Е-8 -0,763Е-8 -0,128Е-7 -0,128Е-7
Реакции в пружинах
NRX [даН]RY [даН]RZ [даН]MZ [даН]MY [даН]1 2 30 0 00 0 0-1,3 0 0,2980 0 00 -0,451E-1 0
Результаты динамического расчета.
Формы колебаний
Соб. част. [Гц]323,80642,80Коэф. демпф.0,01650,0199Узел NXZFI(Y)XZFI(Y)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110 0 0 0 0 0 0 0 0 0 02,77 2,14 0,84 0,21 -0,05 -0,19 -0,51 -0,50 -0,45 -0,25 0,160,1 0,1 0,1 0,07 0,05 0,05 0 -0,01 -0,01 -0,02 -0,020 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00,14 0,71 1,88 2,56 2,88 3,05 2,76 2,59 2,13 0,87 -1,58-0,09 -0,09 -0,09 -0,08 -0,07 -0,05 0,08 0,09 0,11 0,14 0,15
Баланс демпфирования по элементам
Соб. част./демпф.N элемента[%]323.8 0.01651 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130 0,12 1,42 0,31 0,22 1,15 0,05 0,07 0,06 0,00 74,82 16,02 5,76642,8 0,01991 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130 0 0,05 0,06 0,12 1,66 0,1 0,15 0,13 0 78,34 4,85 14,53
НОМЕР УЗЛА ПРИЛОЖЕНИЯ НАГР.=1 НОМЕР УЗЛА ОПР. ПЕРЕМЕЩЕНИЯ=1 КООРДИНАТА (X-1, Y-2, Z-3)=3NЧастотаПодатливостьNЧастотаПодатливостьNЧастотаПодатливость1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 290 15.0 30.0 45.0 60.0 75.0 90.0 105.0 120.0 135.0 150.0 165.0 180.0 195.0 210.0 225.0 240.0 255.0 270.0 285.0 300.0 315.0 317.0 319.0 321.0 323.0 325.0 327.0 329.018669E-01 18709E-01 18830E-01 19330E-01 19330E-01 19723E-01 20226E-01 20854E-01 21629E-01 22580E-01 23748E-01 25188E-01 26979E-01 29241E-01 32152E-01 36002E-01 41286E-01 48928E-01 60865E-01 81945E-01 12845 29761 35328 42407 50304 55880 54807 47956 3991530 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58331.0 346.0 361.0 376.0 391.0 406.0 421.0 436.0 451.0 466.0 481.0 496.0 511.0 526