- •Содержание
- •Введение.
- •1 Разработка технологического процесса
- •1.1 Определение типа производства. Расчёт такта выпуска деталей
- •1.6 Проектирование планов обработки поверхностей
- •1.7 Предварительное формирование установов и технологических операций
- •1.8 Определение направлений роботизации и автоматизации производства
- •3.4 Конструкция колес зубчатых передач
- •3.5 Расчет валов на статическую прочность
- •3.6 Расчёт шпинделя на жёсткость
- •3.7 Подбор подшипников
- •3.8 Проверка шпоночных и шлицевых соединений
- •Заключение
3.6 Расчёт шпинделя на жёсткость
Расчет шпинделя на жесткость является проверочным и выполняется после того, как определена конструкция шпиндельного узла, известны геометрические размеры шпинделя а так же силы, реакции и моменты, действующие на шпиндельный узел. При расчете определяется прогиб консольной части шпинделя Y, возникающий под
действием поперечной составляющей силы резания, угол наклона оси передней опоры шпинделя , угол закручивания шпинделя ф под действием крутящего момента. Шпиндель является полым валом.
Прогиб консольной части шпинделя определяется по формуле:
(107)
где: Е = 2,2*105 МПа;
l, a - расстояние между опорами шпинделя и длина консольной части(мм): l = 393 мм; а = 130 мм;
I = 0,05*(D4 –d4); D и d - внешний и внутренний диаметры вала шпинделя в (мм): D = 80мм; d = 40мм;
(108)
Рх - поперечная составляющая силы резания (Н), Рх = 0,З*Рz;
(H) (109)
(H) (110)
с= 1/200;
P=F - радиальная сила, действующая в зацеплении (H), Ршп=1037,6(Н)
Величина прогиба консольной части шпинделя не превышает максимально допустимую: 0,024 < 0,03 мм.
Рисунок 3.9 - Схема нагружения шпинделя
Определение угола наклона оси передней опоры шпинделя.
Угол наклона оси передней опоры шпинделя определяется по формуле:
(111)
Допустимое напряжение угла не превышает 0,001 рад.
Определение угла закручивания шпинделя.
Угол закручивания шпинделя будет равен:
(112)
где: М=Т=1111(Н×м) – крутящий момент на шпинделе; - частота вращения шпинделя(рад/с) при включенной ступени с максимальным передаточным числом и при номинальной частоте вращения двигателя; =8*106 МПа – модуль упругости материала шпинделя; - момент инерции шпинделя.
(113)
(рад) (114)
Допустимый угол закручивания вала шпинделя 0,001 рад.
3.7 Подбор подшипников
Быстроходный вал. Расчёт ведём по наиболее нагруженной опоре А:
(Н) – эквивалентная нагрузка.
Грузоподъёмность находим по формуле:
(115)
где - угловая частота вращения вала;
- долговечность привода.
(Н×мм) (116)
По справочнику выбираем подшипник радиальный шариковый ГОСТ 8338-75.
Промежуточный вал. Расчёт ведём по опоре B:
(Н) – эквивалентная нагрузка.
(Н×мм) (117)
По справочнику выбираем подшипник радиальный шариковый ГОСТ 8338-75.
Шпиндельный вал. Расчёт ведём по опоре B:
(Н) – эквивалентная нагрузка.
(Н×мм) . (118)
Для шпиндельного вала выбираем:
- подшипник радиальный шариковый сферический ГОСТ 28428-90;
- подшипник радиально-упорный роликовый конический
ГОСТ 6364-78.
3.8 Проверка шпоночных и шлицевых соединений
Шпонки подбирают в зависимости от диаметра вала и проверяют на прочность по напряжению смятия:
(119)
Быстроходный вал:
(МПа) (120)
(МПа) (121)
Промежуточный вал:
(МПа) (122)
Шпиндельный вал:
(МПа) (123)
Шлицевые соединения применяют в качестве неподвижных для постоянного соединения ступицы с валом и подвижных(например, коробки передач).
Наиболее распространены соединения прямобочными шлицами, которые и использованы в данном редукторе.
Проверку шлицевых соединений выполняют на смятие рабочих граней шлицев и на износ:
, (124)
где: - допускаемое напряжение смятия; - рабочая длина соединения; (мм²/мм) – удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала.
(125)
(МПа) (126)
n=1,25 – коэффициент запаса прочности при подвижном соединении;
(МПа) (127)
(мм) (128)
(МПа) (129)
- проверка на смятие пройдена успешно.
(130)
(МПа) (131)
(МПа) (132)
- проверка на износ пройдена успешно.