1.4 Расчет действительных частот вращения и
отклонений частот
Для найденных чисел зубьев уточним частоту вращения каждого вала коробки скоростей и определим погрешность отклонений частот:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
Отклонения допустимых частот вращения от значений, установленных нормалью станкостроения не должно превышать ±2,6 %. Это условие выполняется, отклонения частот вращения шпинделя не превышают предельного значения.
2. Определение мощности привода
И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
2.1. Выбор электродвигателя
Мощность двигателя привода главного движения определяется по формуле:
,
кВт
где Nэф– наибольшая эффективная мощность резания, кВт;Nэф=5 кВт; η – общий КПД привода.
Общий КПД механизма коробки скоростей находим по формуле [4, табл. 1.2]:
где ηрп– КПД открытой зубчатой передачи, ηрп=0,95;
ηзп– КПД пары прямозубых цилиндрических колес, ηзп=0,97;
ηп– КПД пары подшипников качения, ηп=0,99;
а, b– количество зубчатых передач и подшипников в кинематической цепи;
а=4, b=5.
;
Выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором так, чтобы его мощность была больше рассчитанной. Марка электродвигателя АИР160S8. МощностьNэл=7.5 кВт, синхронная частота вращенияn=720 мин-1[4, табл. 19.27].
2.2. Определение мощностей на валах
Мощность на валах уменьшается за счет потерь в зубчатых зацеплениях, трения в подшипниках.
Мощности на валах:
2.3. Определение передаваемых крутящих моментов на валах
Определение крутящих моментов на валах определяется по формуле:
где Ni– мощность на валах, Вт;
ωi– циклическая частота вращения вала, с-1.
Тогда:
Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1.
Результаты расчетов.
|
№ вала |
n, мин-1 |
ω, с-1 |
N, кВт |
Tmax, Н*м |
|
1 |
500 |
52,3 |
5,88 |
112 |
|
2 |
200 |
20,9 |
5,65 |
270 |
|
3 |
80 |
8,37 |
5,42 |
648 |
|
4 |
40 |
4,19 |
5,2 |
1241 |
|
5 |
20 |
2,09 |
4,99 |
2397 |
3. Ориентировочный расчет валов
Минимальный диаметр вала определяется по допускаемым напряжениям на кручение по формуле [4, с.198]:
где Тi– крутящий момент на валу, Н*м;
- допускаемое
напряжение при кручении,
.
принимаем dI=35
мм,
принимаем dII=45
мм,
принимаем dIII=55
мм,
принимаем dIV=70
мм,
принимаем dV=85
мм.
4. Выбор подшипников
Учитывая характер нагрузок и конструктивные признаки, выбираем для валов шариковые радиально-упорные однорядные подшипники легкой серии по ГОСТ 831 – 75 [4, с.131, 381].
Вал 1: №36207
d=35 мм,D=72 мм,B=17 мм,r=2 мм,Cr=20 кН,Cr0=15,3 кН, α=12°
Вал 2: №36209
d=45 мм,D=85 мм,B=19 мм,r=2,5 мм,Cr=41,2 кН,Cr0=25,5 кН, α=12°
Вал 3: №36211
d=55 мм,D=100 мм,B=21 мм,r=2,5 мм,Cr=50 кН,Cr0=42,5 кН, α=12°
Вал 4: №36216
d=70 мм,D=125 мм,B=24 мм,r=2,5 мм,Cr=80 кН,Cr0=54,8 кН, α=12°
Вал 5: №36217
d=85мм,D=150 мм,B=28 мм,r=2,5 мм,Cr=101 кН,Cr0=70,8 кН, α=12°
Окончательный выбор подшипников проводим после построения компоновочной схемы, определив нагрузки на подшипниковые узлы; после чего проверяем подшипники на долговечность работы.
Для защиты подшипников от внешней среды и удержания смазки в опорных узлах служат манжетные уплотнения, которые выбирают по ГОСТ 8759-79 [4, табл. 19.16].
Крепление внутренних и наружных колец подшипников производится пружинными стопорными кольцами для крепления подшипников на валу и в корпус (ГОСТ 13940-80, ГОСТ 13942-80) [4, табл. 19.16].
Крышки для подшипниковых узлов выбираем: прижимные глухие по ГОСТ 18511-73 [1, табл. 113], прижимные с отверстием по ГОСТ 18512-73 [1, табл. 114].