Записка металлорежущие станки

x-x:

1,562 2902 902

yDFrD 3 2 105 19165 380 = 0,0002 мм.

yDF Ñ		1,855 190 90 (3802			1902	902 )			= 0,00036 мм.
			5
			6 2 10 19165 380
					y x		0,00036 0,0002 0,00016мм
						D
у-у:
yDF D			4,293 2902 902		= 0,00055 мм
			5
		3	2 10 19165 380
yDFrÑ		0,675 190 90 (3802			1902	902 )			= 0,00013 мм
			5
			6 2 10 19165 380
					y у		0,00055 0,00013 0,00042мм
						D

y	D		( y x	)2	( y y )2	=	0,000162 0,000422 = 0,00045 мм < 0,076 мм
			D		D

6. Расчет подшипников качения

Предварительно назначим подшипник 304 из [2]. ГОСТ 8338-75.

Статическая грузоподъёмность – С = 1590 кг·с = 15900 Н

Динамическая грузоподъёмность – С0 = 780 кг·с = 7800 Н

y				R	y
R a	F C	F	D		в
А	С	D		В
x	FrD			x
R a			R
				в
	FrC
190			90
	380
Реакции опор по расчету вала:

Плоскость x-x:

M	A	: F	190 F	290 R Х 380 0
		C	rD	В

11

Х

F C 190 FrD 290

1855 190 1562 290

265Н

RВ

380

380

R

Х

F

F

R

Х 1855 1562 ( 265) 558Н

А

C

rD

В

Плоскость y-y:

M

A

: F 190 F

290 R y 380 0

rC

D

Â

y

FrC 190 F D

2900

675 190 4293 290

2939Н

RВ

380

380

RY

F

F

RY

675 4293 ( 2939) 679Н

А

rC

D

В

R X 2

RY

2

F

5582 6792 879H

À

À

À

R X 2

RY

2

F

2652 29392 2951H

B

B

B

Рассчитываем подшипник для опоры В как более нагруженной. Для заданного подшипника выписываем следующие данные:

x = 0,56 – коэффициент радиальной нагрузки;

у = 1,99 – коэффициент осевой нагрузки;

кт = 1,1 – температурный коэффициент;

кσ = 1 – коэффициент безопасности;

v = 1,0 – коэффициент вращения кольца;

e = 0,22 – предельное значение отношения Fa / F ;

x0 = 0,6 - коэффициент радиальной статической нагрузки;

у0 = 0,5 – коэффициент осевой статической нагрузки.

Fr = FВ = 2951 Н

Эквивалентная динамическая нагрузка для шариковых подшипников:

P = (x·v·Fr + y·Fα)·Kσ·KT

Осевая сила для шариковых подшипников:

Fα = e1·Fr = 0,22·2951 = 649 Н;
P = (0,56·1,0·2951 + 1,99·649)·1·1,1 = 3238,5H < C0
Вычислим эквивалентную статическую нагрузку:
P0 = x0· Fr + y0· Fα = 0,6·2951 + 0,5·649 = 2095,1H < C
Делаем вывод, что подшипник пригоден.
Базовый расчетный ресурс:
C P			15900	3
L				= 118,35 млн.об.
	P		3238,5

12

10. Расчет шпинделя

I. Расчет на жесткость:

210	210

420

85

Расчет на жесткость осуществляется по формуле:

					y 1	P c2 l c 0.5 F a b c(1 a )		0.01 мм, где
						P
					3EI		l
[y] = 0.01 мм – допустимое значение прогиба;
I	(D4	d 4 )			3.14 404	254 106435 мм4	– момент инерции;
64					64
Dmin =	N	=	7.5	= 25 мм - наружный диаметр шпинделя;
	0.3		0.3

принимаем Dшп = 40 мм;

dmin = 0,1 l 0.1 250 25мм – внутренний диаметр шпинделя;

принимаем dшп = 25 мм;

E = 2·105 МПа – модуль упругости; PP ≈ Pz = 3553 H – усилие резания;

F ≈ 1.1·Fτ = 1.1·4293 = 4651Н

Fτ =			2M	кр				2 456600			4227 Н
			Dt						216
M			9740					N	9740			7,5	= 456,6H·м = 456600Н·мм;
	кр
								nP			160
											a 210				мм; b 210 мм; l 420 мм;	c 85 мм.
						1								2	420 85 0.5 4651 210 210			210
y										3533			85			85 1
		3 2		10		5	106435											420

0,0029 0,01мм

13

II. Расчет на прочность:

Расчет на прочность осуществляется по формуле:

									D 2.17			a M 2 ak M k				2			, где
										3		1		4	n'
															1
	d		25		0,625
	D		40
Мк = 9740·					N	9740		7,5	= 456,6H·м = 456600Н·мм – среднее значение крутящего момента;
					n		160

a k (1 c) 1,85 (1 0,085) 2,007 - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений; k = 1.85 - динамический коэффициент концентрации напряжений для нормальных напряжений;

a	K	1	k		c	K		550 1,85 0,085 2,618 - коэффициент, учитывающий переменность
		T						900

моментов;

k = 1.85 - динамический коэффициент концентрации напряжений для касательных напряжений;

с= 85 мм;

1 = 0,5·σВ = 0,5·1100 = 550 МПа - предел выносливости;

σВ = 1100 МПа – предел выносливости (для Сталь 40Х); n' = 1,5 – запас прочности.

Среднее значение изгибающего момента определяется из расчета шпинделя на изгиб.

	F		P
	А	С	В
	210	210	85
Ra	F	RВ	P
			302Нм
	746Нм

14

Определим реакции опор RA и RB:

ΣМА = 0: -F · 0,210 + RB · 0,210 – P · 0,420= 0

R			F 0,210 P 0,420		4651 0,21 3553 0,42	11757Н
	B
		0,210			0,21

RА F RB P 4651 11757 3553 3553Н

В сечении С возникает наибольший момент М = 746Н·м =746000Н·мм.

Подставляем все эти значения в первоначальную формулу:

D 2.173	(2,007 746000)2	(2,618 456600)		2
	(1 ,625	4 )	550	39,79мм
			1.5

Т.е. диаметр шпинделя должен быть не меньше D = 39,79мм.

7. Расчет шлицевых валов на удельное давление на гранях шлицев

Рассчитаем третий вал:

8 M кр	P
P D2 d 2 l z

Мкр = 115,95 – крутящий момент на шлицевом валу;

D = 25 мм; d = 21 мм;

l = 40мм – длина контакта с колесом; z = 6 – число шлицев;

= 0.75 - коэффициент, учитывающий неравномерность исполнения рабочей поверхности шлицев;

[p] = (0.1-0.2) МПа – допустимое значение удельного давления.

8 115,95	0,028	МПа < [p]
(252 212 ) 40 6 0,75

15

8. Определение класса точности подшипников шпинделя

Возьмём 6-й класс точности для задней опоры, т.е. С2 = 16мкм l1 = 420 мм; l2 = 85 мм;

m l1	= 0,202;
l2

с1 – биение в передней опоре;

с2 – биение в задней опоре;

к1 = к2 = 0.71 – коэффициенты, учитывающие число подшипников в опоре;

=0,01 мм;

0.003 - биение переднего конца шпинделя.

3

Делаем вывод о классах точности подшипников шпинделя:

впередней опоре 1 несущий подшипник К1=1

взадней опоре 2 несущих подшипника К2=0,71

с 0,67 m k			2 c2	0,67 0,202 0,003 0,71 0,016 0,0091мм
1	k1	m 1		1 0,202 1

Выбираем 4й класс точности.

16

9. Расчет ременной передачи

По передаваемому числу оборотов выбираем сечение ремня B.

Диаметр шкива выбираем 125 мм.

Передаточное отношение 1,16

Угол обхвата шкивов 1 2 174 .

Межцентровое расстояние a = 800 мм.

Расчетная длина ремня:

		2a		(d1 d		2 )	(d	2	d	)2
	LP								1
			2						4a
	2 0,800			3.14	(0,125 0,145)						0,145 0,125 2	2,024ì	2024ìì
				2							4 0,800

Вычисленную расчетную длину округляем до ближайшей стандартной расчетной длины ремня в соответствии с ГОСТ 1284.1.: Lp = 2000 мм.

Необходимое число ремней в приводе определяется по формуле:

Z		Pном сP					7,5 1,2	2,97 , где
	P c		c	L	c		2,9 0,99 0,96 1,1
	0					K

Pном = 7,5 кВт – номинальная мощность, передаваемая электродвигателем;

P0 = 2,9 кВт – номинальная мощность, передаваемая 2-мя ремнями сечения В при угле обхвата α

= 174˚ и спокойном режиме работы;

C = 0,99 - коэффициент угла обхвата;

CL = 0,96 - коэффициент, учитывающий длину ремня;

Ci = 1,1 - коэффициент, учитывающий число ремней в передаче;

CP = 1.2 - коэффициент динамической нагрузки и режима работы ремней.

Принимаем количество ремней: Z = 3

17

Список использованных источников:

1.Кочергин А.И. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов. Курсовое проектирование:Учеб. пособие для вузов. – Мн.: Выш. шк., 1991. –

382с.: ил.

2.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 2. – 8-е изд.,

перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой.- М.: Машиностроение, 2001.- 912 с.: ил.

3.Косилова А.Г. Мещеряков Р.К. Справочник технолога машиностроителя

4.Проников А.С. “Расчет и конструирование металлорежущих станков”.

5.Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков. – 3-е изд., перераб. и доп. –

М.: Машиностроение, 1980. – 288 с., ил.

18