Агрегатный станок по нарезанию гаек с мелкими шагами
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Результирующие изгибающие моменты:
Эквивалентные моменты:
Диаметр вала:
.
мм.
Принимаем d=25 мм.
Расчет валов на жесткость
Вал, рассчитанный из условий динамической прочности, может не обеспечить нормальной работы зубчатых колес и подшипников, если будет чрезмерно деформироваться. Расчет на жесткость сводится к определению прогиба у и угла наклона оси ?.
Допускаемый прогиб вала под зубчатыми колесами не должен превышать 0,01-0,03 модуля m. Углы наклона оси вала не должен превышать 0,001 радиан.
Прогиб и наклон оси вала определяются по формулам [5]:
,
,
где l - длина вала;
d - диаметр вала.
Рассчитаем вал I на жесткость по приведенным формулам. Для расчета воспользуемся расчетной схемой вала (рисунок 2.12).
Рис.2.12 - Расчетная схема первого вала
рад,
рад,
см,
см,
Определим результирующий прогиб:
см.
Определим результирующий угол наклона оси вала:
рад.
Все полученные значения входят в пределы допустимых значений.
Рассчитаем вал II (рисунок 2.13).
Рисунок 2.13 - Расчетная схема второго вала
рад,
рад,
рад,
рад,
см,
см,
см,
см.
Определим результирующий прогиб:
см,
см.
Определим результирующий угол наклона оси вала:
рад,
рад.
Полученные значения находятся в пределах допустимых.
Рассчитаем вал III (рисунок 2.14).
Рис.2.14 - Расчетная схема третьего вала
рад,
рад,
рад,
рад,
см,
см,
см,
см.
Определим результирующий прогиб:
см, см.
Определим результирующий угол наклона оси вала:
рад,
рад.
Полученные значения находятся в пределах допустимых.
Расчет валов на виброустойчивость
При вращении несбалансированного вала, имеющего конечную жесткость подшипников, ось вала под действием сил смещается относительно оси вращения и прогибается, совершая прецессионное движение. С увеличением угловой частоты вращения, смещение и прогибы возрастают и становятся особенно значительными при критическом значении частоты ?кр. Увеличение частоты вращения сверх критического значения приводит к уменьшению смещения и прогибов оси вала, и он самоцентрируется. Это явление сопровождается появлением значительных знакопеременных нагрузок и вибрациями всего механизма.
Расчет на виброустойчивость сводится к определению критической частоты вращения и сравнению ее с рабочим диапазоном частот вращения шпинделя. Считается, что опасность резонанса не возникает, если предельные скорости рабочего диапазона отличается от критической частоты более чем на 25%:
[4],
где ?max=2?nmax.
Точный расчет критической частоты вращения является довольно сложной задачей, поэтому на практике используется упрощенная расчетная схема.
Критическая частота вращения определяется по формуле [4]:
,
где j1, j2 - жесткость соответственно первой и второй опоры;
m - масса;
Ix, Iy - моменты инерции относительно главных осей инерции;
a, b - расстояния от центра масс до первой и второй опор.
Моменты инерции цилиндра:
,
.
Жесткости опор определяются по формуле [4]:
.
Определим ?КР для вала II.
Найдем массу вала как произведение объема на плотность материала:
.
Зная размеры вала и плотность стали, находим, что m=1,732 кг.
Найдем жесткости опор:
Н/м2, Н/м2.
Найдем моменты инерции:
кгм,
кгм.
Расстояния a и b от опор до центра масс вала равны: a=b=0,212 м.
Подставим вычисленные значения в уравнение, получим:
.
Принимаем ?2КР=z, решаем квадратное уравнение. Получаем ?КР=13928.2 об/мин.
Сравним это значение с ?max вала II. ?max=7912,8 об/мин.
.
Таким образом, условие виброустойчивости вала II выполняется.
Определим ?КР валов I и III аналогичным способом. Получим следующие значения:
для вала I ?КР=26017об/мин ;
для вала III ?КР=20080 об/мин .
Для обоих валов условие виброустойчивости так же выполняется.
2.3.8 Расчет шпинделя
Расчет шпинделя на прочность
Для расчета шпинделя на прочность составим схему нагружения шпинделя (рисунок 2.15). В соответствии со схемой нагружения составим расчетную схему шпинделя (рисунок 2.16).
Произведем расчет шпинделя на прочность.
Определим окружные и распорные усилия в зацеплении:
Н,
Н.
Н.
Рис.2.15 - Схема нагружений шпинделя
Рис.2.16 - Расчетная схема шпинделя
Н.
Н.
Н.
Н.
Н.
Определим опорные реакции шпинделя:
Н.
Н.
Н.
Н.
Сила реакции опоры подшипника В равны 0.
Результирующие изгибающие моменты:
Эквивалентные моменты:
Диаметр вала:
.
мм.
Принимаем d=35 мм.
Расчет шпинделя на кинематическую точность
Конструкция, точность изготовления и сборки шпиндельного узла во многом определяют точность, надежность и в конечном итоге работ