Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Расчет на прочность деталей машин

.pdf
Скачиваний:
83
Добавлен:
08.05.2015
Размер:
3.2 Mб
Скачать

10.3. Конструкция поворотного стола со встроенным мальтийским крестом

Поворотный делительный стол (рис. 60) предназначен для периодического перемещения обрабатываемой заготовки с одной позиции на другую и точной фиксации на каждой позиции. Планшайба стола 2 поворачивается с помощью мальтийского креста. Водило 1 мальтийского механизма, приводится во вращение червячным редуктором, расположенным в корпусе станка. Периферия водила выполнена в виде плоского кулачка, который через систему рычагов выводит подпружиненный фиксатор из втулки 10.

К редуктору поворота стола

Рис. 60. Поворотный делительный стол с мальтийским механизмом

101

Мальтийский крест представляет собой отдельные планки 9, закрепленные снизу на планшайбе 2. При повороте планшайбы в пазы мальтийского креста входит ролик 4 водила 1 мальтийского механизма.

На водиле мальтийского механизма закреплен кулачок 3 подъема планшайбы, который через рычаг 11 поворачивает подвижную чашку 8, установленную на шпинделе стола 6. На шпинделе закреплена неподвижная чашка 7. Между чашками в лунках размещены шарики 5, шарики при повороте подвижной чашки выходят из лунок и поднимают планшайбу на 0,1…0,3 мм. После поворота планшайбы цилиндрический фиксатор конусной поверхностью вводится во втулку 10 и фиксирует положение планшайбы.

11. Храповый механизм

Храповый механизм (рис. 61) предназначен для сообщения прерывистого движения при больших нагрузках и средних скоростях.

Храповые зубчатые механизмы допускают свободное относительное движение звеньев только в одном направлении. Они используются: а) для преобразования качательного или возвратно-поступательного прямолинейного движения в периодическое (прерывистое), вращательное движение в одном направлении; б) в качестве стопоров – ограничителей движения в заданном направлении; в) автоматически увеличивать или уменьшать скорость ведомого звена; г) для дистанционного управления машинами.

b1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

2

d1 d0

c

 

l

 

 

 

d

F

1

b

Рис. 61. Храповый механизм:

1 – храповое колесо; 2 – собачка; 3 – ось

102

11.1. Расчет храпового колеса

Предварительное число зубьев храпового колеса z=

360

 

принимаем

 

z=8…48, предпочтительно z=12…20.

 

 

 

 

 

 

 

360

 

 

Фактически угол поворота храпового колеса αф=

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

Модуль храпового колеса

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m =1,753

Mk

 

,

 

(11.1.1)

 

 

 

 

 

z [ ]u

 

 

где [ ]u – допускаемое напряжение изгиба для материала храпового колеса, рас-

четный модуль округляется до ближайшего стандартного числа.

 

Наружный диаметр D=mz. Ширина зуба колеса b=ψm.

 

Линейное давление собачки на храповик

 

q 2Mk , МПа.

(11.1.2)

mzb

11.2. Расчет собачки

Площадь сечения А=b1 c . Сила изгибающая собачку

 

F=

2Mk

, Н.

(11.2.1)

 

mz

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение изгиба собачки в опасном сечении

 

=

Mи

 

F

[ ]

, МПа,

(11.2.2)

 

 

u

W A

и

 

 

где [ ]и – допускаемое напряжение изгиба для материала собачки;

W=b1c2 – момент сопротивления изгибу сечения собачки;

6

Mu=Fl – изгибающий момент. Диаметр оси собачки

d1=3

Fb2

.

(11.2.3)

 

 

0,1[ ]u 2

 

[ ]и 50 MПа для материала собачки из Стали 45.

12. Гидроцилиндры

Гидроцилиндры являются объемными гидродвигателями с прямолинейным возвратно-поступательным движением рабочего органа (рис. 62) относительно корпуса цилиндра [17].

103

d

W

H

Рис. 62. Гидропривод

Диаметр поршня (внутренний диаметр цилиндра) ориентировочно определяется по формуле

 

 

 

 

D

4W

, мм,

 

(12.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где W= A – усилие развиваемое цилиндром, Н;

 

 

A

Dв2

– площадь рабочего поршня, мм2;

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

– рабочее давление жидкости, МПа.

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем цилиндра определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

Q AН W

H

, мм3.

(12.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость поршня

 

 

4Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

, м/с.

(12.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

 

 

 

 

12.1. Расчет гидроцилиндра на прочность

Расчет гидроцилиндров (рис. 63) ведется по допускаемым нормальным напряжениям и по рабочему давлению.

Внутренний диаметр цилиндра Dв, мм.

Наружный диаметр цилиндра Dн, мм. Рабочее давление в цилиндре , Н/мм2.

Цилиндр считается тонкостенным, если DH 1,2 и толстостенным, если

DВ

DH 1,2, – коэффициент толщины стенки цилиндра.

DВ

104

 

 

DН

-DВ

 

t=1,5 (

2

)

В

 

 

 

D

Н

 

 

 

D

 

 

 

r=0,2DВ

 

 

Рис. 63. Гидроцилиндр:

 

 

 

DB – внутренний диаметр цилиндра;

 

 

DН – наружный диаметр цилиндра;

 

 

t – толщина стенки основания

 

 

Напряжение в стенке цилиндра:

 

 

 

 

 

 

тонкостенного

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

DH DВ

, МПа;

(12.1.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

2 DH DВ

 

 

толстостенного

P 2

 

 

 

1,73

 

, МПа.

(12.1.2)

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение в плоском днище, выполненном заодно с цилиндром

 

Р

 

DВ

2

, МПа,

(12.1.3)

 

 

 

 

 

L kt2

 

 

где k =0,7…0,8 – коэффициент ослабления днища отверстиями;

 

[ ] – допускаемое напряжение, выбирается по табл. 52.

Таблица 52

Допускаемые напряжения [ ]

 

Материал цилиндра

 

[ ], Н/мм2

 

 

 

Чугунное литье СЧ20 по ГОСТ 1412-85

 

60

 

 

Стальное литье по ГОСТ 977-75 и трубные заготовки

100…110

по ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8734-75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кованая сталь 30, 35, 40, 45, по ГОСТ 1050-88

110…120

 

 

Легированные стали 40Х, 40ХА, 40ХНМА, 38ХМЮА

150…180

по ГОСТ 4543-71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

105

12.2.Номограммы

Вэтом разделе приведены номограммы (рис. 64 – 68), с помощью которых с достаточной практической точностью можно определить следующие величины:

а) зависимость между мощностью, крутящим моментом, окружной силой, скоростью (рис. 64):

мощность

N

 

FtV

, кВт;

(12.2.1)

 

 

 

 

момент крутящий

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

30N

 

 

 

M

, Нм;

(12.2.2)

 

 

окружная сила

 

 

 

 

n

 

 

2M

 

 

 

 

 

F

, Н;

(12.2.3)

 

 

t

 

 

 

 

d

 

скорость

 

 

 

 

dn

 

 

V

 

 

 

 

, м/c.

(12.2.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 10 3

 

б) зависимость между производительностью насоса, мощностью и давлением

(рис.65):

производительность насоса

N

N пол эф , л/мин; (12.2.5)

эффективная мощность

Nэф

Qц

,

(12.2.6)

61

 

 

где Qц – объем цилиндра; η – КПД насоса.

в) зависимость между диаметром трубы, скоростью и объемом масла, протекаемого через трубу (рис. 66):

V

4Qц

, м/с.

(12.2.7)

 

 

d2

 

г) зависимость между диаметром вала, углом закручивания, напряжением

кручения (рис. 67):

 

 

 

угол закручивания

 

 

 

70

Mk

, град/м;

(12.2.8)

d4

 

 

 

 

напряжение кручения

 

 

 

 

Mk

, МПа.

(12.2.9)

0,2d3

 

 

 

 

д) числа зубьев цилиндрических и конических колес зубчатой передачи при

заданном передаточном отношении (рис. 68)

 

i

z2

.

(12.2.10)

 

 

z1

 

106

N, КВт

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,5

2

3

4

5

6

7

8

9

10

15

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ft , H

50

60

70

80

100

150

200

300

400

500

600

700

800

1000

1500

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

10000

15000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

100000

1500000

200000

30000

М, H м

0,3

0,4

0,5

0,7

1

2

3

4

5

7

10

20

30

40

50

70

100

200

300

400

500

700

1000

2000

3000

41000

6000

7000

10000

20000

30000

40000

50000

70000

100000

200000

300000

400000 500000

700000

 

V, м/c

d, мм20 n, об/мин

 

 

10000

 

 

8000

 

30

7000

10

6000

 

5000

9

40

4000

8

 

 

50

3000

7

 

60

2000

6

70

1500

 

80

 

5

90

1000

 

100

800

 

 

 

 

700

4

 

600

 

 

150

500

 

400

 

200

300

3

 

 

 

200

 

300

150

 

 

2

 

100

400

 

80

 

 

70

 

500

60

1,5

50

600

 

40

 

700

 

30

 

800

 

 

 

900

20

1

1000

 

0,9

 

15

 

10

0,8

1500

 

8

0,7

 

 

7

 

2000

6

0,6

 

5

 

 

4

0,5

 

3

3000

 

4000

2

0,4

1,5

 

 

 

5000

1

 

 

0,3

Рис. 64. Номограмма зависимости между мощностью, крутящим моментом, окружной силой и скоростью

107

Qц ,

л/мин

см 3

50

800

 

40

700

 

 

600

30

500

 

400

20

 

 

300

15

250

 

200

10

 

9

150

8

 

7

 

6

100

5

90

80

 

4

70

 

 

60

3

50

 

40

2

 

 

30

1,5

 

 

20

 

16,6

N, КВт

4

3

2

1,5

1

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

0,005

0,004

0,003

0,002

0,001

, Н/мм 2

5

4

3

2

1,5

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,15

0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

Рис. 65. Номограмма зависимости между производительностью насоса мощностью и давлением

108

Qц ,

Qц ,

см 3

л/мин

800

50

 

700

40

 

600

 

500

30

400

25

 

 

20

300

 

250

15

200

 

 

10

150

9

 

 

8

 

7

100

6

 

90

 

80

5

 

70

4

 

60

 

50

3

40

2,5

 

 

2

30

 

d, А,

мм2

9

8

30 7

6

25 5

4

20 3

2

15

1,5

1

0,9

10 0,8

0,7

9

0,6

8 0,5

7 0,4

6 0,3

5 0,2

0,15

4

0,1

0,09 0,08

V,

м/с

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

Диапазонскоростейво всасывающейтрубе

Диапазонскоростейв нагнетальнойтрубе

Рис. 66. Номограмма зависимости между диаметром трубы, скоростью и объемом масла

109

, град/м

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,25

0,20

0,15

0,1

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0,015

0,01

, Н/см 2

М,

 

М,

Н м

Н см

20000

 

 

 

1000000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

700000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15000

 

 

 

500000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10000

 

 

 

300000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8000

 

 

 

100000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50000

 

 

 

 

 

5000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2000

 

 

 

5000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1500

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

100000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

800

 

 

 

700

 

 

 

 

70000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

700

 

 

 

500

 

 

 

 

50000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

300

 

 

 

 

30000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

20000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

100

 

 

 

 

10000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

70

 

 

 

 

7000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

5000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

30

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

2000

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

7

 

 

 

 

700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

3

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

2

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

1

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 67. Номограмма зависимости угла закручивания и напряжения кручения валов

d, мм

300

200

150

100

90

80

710

60

50

40

30

20

15

10

9

6

110