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