Коробка подач радиально-сверлильного станка (стр. 2 из 2)
Принимаем ближайшие значения стандартного ряда чисел: d1= 15мм; d2=22мм; d3=300мм.
Остальные диаметры валов (диаметры под подшипниками, под муфтами, под зубчатыми колесами) выбираются конструктивно в процессе эскизной компоновки.
Расчет зубчатых передач (производился на ЭВМ – см. распечатки).
4. Уточненный расчет элементов привода
4.1 Уточненный расчет вала
По указанию руководителя проводим расчет вала 3. Схема вала, зубчатых колес и сил действующих в зацеплениях представлена на рисунке 4.1.
Определяем реакции опор: !! МА=0;
Вертикальная плоскость YZ
!! Rb.-0.29 - F„0.085 + ¥а 0.165 - 0
Проверка: !! Горизонтальная плоскость XY
!! Ма=0
!! F„0.085 + R»0-29 -Fo0.165 - 0
Определяем окружные н радиальные силы, действующие в зацеплении:
!! Mb=0
-R*0.29 + Fa-0.125 - F„0.085 - 0
Проверка:
RAr + Rer-Fa + F,,-196.6 + 689.9-1559.1-+672.6-0
Изгибающий момент в вертикальной плоскости
Мка.-0;
M.I. - Rai0.085-71.580.085 - 6.11 Нм;
M.,y-RA,0.165+F„0.080-71.580.165+244.80.105- 37.51 Нм;
Мл-0.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости: М.аг-0;
M.,r -- Ra,- 0.085 - -196.60.085 - -16.71Нм; М^г- -Ra.0.165 +F„0.105 - -196.60.165 +689.90.105 -40.09Нм; М.вг-0.
Суммарный изгибающий момент: Мл-Jul+Ml-О;
Л, - 4м]и + Ml» - V37.51' 40.09' - 56.7 Нм М„-0.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
4.2 Расчет подшипников
Проверяем долговечность подшипников на 3 валу коробки подач. В левой и правой опорах установлены радиальные однорядные подшипники легкой серии 204 по ГОСТ 8338 - 75 имеющими следующие характеристики: d = 20мм, D = 47мм, В = 14 мм, С = 12.7кН, Со = 6.2 кН. Суммарные реакции в опорах:
Эквивалентная нагрузка
Результирующий коэффициент запаса прочности:
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
S>[S] = 1.25 - условие выполнено.
Эквивалентный момент:
Эпюры изгибающих моментов приведены на рисунке 4.1
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасного сечения: S>!![S]
Концентрация напряжений обусловлена наличием шлицевого сечения. Диаметр вала в этом сечении 25 мм. Материал вала сталь 45 нормализованная: !! о,-750Мпа, предел выносливости !! Mпa и Мпа.
Коэффициент концентрации напряжений: !! к=1,59; к,-1.49 (З.табп .8.5,с\65).
Масштабные факторы: 6,-0,865,6,-0.75 (10, табл. 8.8, с. 1 бб), у«-0.15, у,-0.1 (10. с163 и 166)
Крутящий момент в: Tj-34.3 Нм
Суммарный изгибающий момент в сечении: M -61.2Нм
Момент сопротивления кручению (<1-25мм; «-10мм; tt-5MM)
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
где V-2.4 м/с -скорость протекания масла.
Принимаем внутренний диаметр трубопровода d = 4мм
Объем резервуара выбираем из условия пятиминутной производительности
насоса:
Vp = 5*1,5=7,5дм3
Система управления узлами привода
В разрабатываемой конструкции коробки скоростей используются два основных узла с автоматическим управлением: узел смены инструмента и узел переключения частот вращения.
Конструкция узла смены инструмента в курсовом проекте не разрабатывалась.
В разрабатываемом приводе применена система управления частотами вращения рычажного типа.
Перемещение тройного блока в одно из трех положений производится с помощью рычажного блоков механизма. Для нормальной работы необходимо соблюдать соотношение между конструктивными элементами входящими в рычажный механизм [5].
где !! -1 длина перемещения блока, мм;
L1 радиус поворота рычага блока, мм oj- угол поворота рукоятки, град.
Из чертежа разработанного привода определяем значения iKц
длина перемещения блока l1=50 мм
радиус поворота рычага блока на втором валу a1=100 мм
Положение рукоятки фиксируется в определенном положении подпружиненным шариком.
!! где К*; Кт (10, табл.9.19, с.214); V - 1 вращается внутреннее кольцо Расчетная долговечность в млн. об.
Долговечность подшипников достаточна
4.3 Расчет шпоночного соединения
Шпоночное соединение рассчитываем на втором валу на месте посадки электромагнитной муфты. Вал со шпоночным пазом в этом сечении имеет размеры d =23мм; b = 8мм;
h = мм; t = 4мм; t = 3.3мм; L = 35мм.
Допустимые напряжения смятия при стальной ступице [!!т]» 120 МПа; на срез 1¾] - 0.6-tee,] - 0.6-120 -72 МПа.
Напряжения смятия и условия прочности определяем по формулам:
Условие выполнено.
Напряжения среза и условия прочности определяем по формулам:
Условие выполнено.
5. Расчет системы смазки
Выбираем циркуляционную принудительную смазку опор шпиндельного узла и зубчатых колес, а также муфт коробки скоростей. Выбор обусловлен тем, что жидкая смазка хорошо отводит тепло от опор и уносит из них продукты изнашивания, что делает излишним периодический надзор за подшипниками и муфтами. Необходимое количество масла определяем из условия:
где
Определяем производительность насоса
Q-c-h-Q;
где п= 1.4...1.6
Ош, -30,3- 1.5 дм'/мин
Выбираем насос поршневой по ГОСТ 22918-78 с производительностью 1 ,5 дм3/мин.
Диаметр трубопровода:
где Nu - Nw-(1 - ф; N**. - 1.5 кВт
tj-81% -0.81 t- допустимая разность температур (принимаем 20°С).
7 Описание сборка узла второго вала
Сборку узла второго вала производят частично вне коробки скоростей и начинают с установки шпонки поз. 62 , блока шестерни 22/64 • 43/43 поз. 16, шпонки поз. 62, зубчатого колеса реверсивной передачи, поз. 37 и подшипника поз. 36 на вал.
После этого вставляют эту сборку через боковые окна корпуса таким образом, чтобы левый конец вала (со стороны шлицевой части) прошел в отверстие в корпусе в месте установки подшипника. На конец вала с противоположной стороны устанавливается шпонка поз. 60 и, последовательно три зубчатых колеса поз. 18,19 и 21. Вал перемешается в отверстие в корпусе и с противоположной стороны на подшипник поз. 565 одевается стакан поз. 13. После этого стакан 13 окончательно устанавливают в корпус коробки скоростей.
На вал со стороны зубчатого колеса поз 21 устанавливается пружинное фиксирующее кольцо и насаживается подшипник. Крышка поз. 29 окончательно фиксирует вал относительно корпуса.
Перед установкой крышки она заполняется на 1/3 консистентной смазкой.
После сборки вала производится вращение вала от руки и оно должно быть плавны без заеданий и рывков. Если вал вращается туго (или вообще не вращается; необходимо между горцем подшипника и торием крышки установить регулировочное колечко из тонкого листового металла (в случае необходимости возможна его пришлифовка).