SП„ - запас опору втоми по крутінню
Пѓ м = 0; Пѓ а = 23,8 МПа; П„ м = П„ а = 6,01 МПа; П€ Пѓ = 0,1; П€ П„ = 0,05;
Пѓ -1 і П„ -1 - межі витривалості
Пѓ -1 = 0,4 * Пѓ в = 0,4 * 520 = 208 МПа
П„ -1 = 0,2 * Пѓ в = 0,2 * 520 = 104 МПа
До Пѓ = 2,5; До П„ = 1,8 - коефіцієнти концентрації напружень
До d = 0,8; До F = 1 - масштабний фактор і фактор шорсткості
SПѓ = 208/23,8 * 2,5/(0,8 * 1) + 0,1 * 0 = 2,79
SП„ = 104/6,01 * 1,8/(0,8 * 1) + 0,05 * 6,01 = 7,52
S = 2,79 * 7,52/(2,79 2 + 7,52 2 ) 0,5 = 1,6 ≈ 1,5
Перевірка статичної міцності
Еквівалентна напруга
Пѓ екв = (ОЈ 2 + 3 * П„ 2 ) 0,5 ≤ [Пѓ], (19)
де Пѓ і = 23,8 МПа; П„ = 3,79 МПа; [Пѓ] = 0,8 * Пѓ т = 248 МПа
Пѓ екв = (23,8 2 + 3 * 3,79 2 ) 0,5 = 24,7 МПа
Перевірка міцності шліцьового з'єднання
Перевірка міцності по смятию
Пѓ см = 2 * Т/d * H * z * l, (20)
де h = 0,5 * (D - d) - 2 * f - робоча висота зуба
Шлицевое підключення: z = 8; D = 60; d = 53; f = 0,5
dcp = 0,5 * (60 + 53) = 56,5 мм
Пѓ см = 2 * 502,6/53 * 2,5 * 8 * 205 = 2,65 МПа
Конструювання розгортки коробки швидкостей
При Конструювання литий корпусних деталі стінки слід виконувати однаковою товщини.
Товщина стінки відповідає вимогам технології лиття і жорсткості корпусу Оµ ≥ 6 мм. [5]
Оµ = 2,6 * (0,1 * Т) 0,25 = 2,6 * (0,1 * 1715,9) 0,25 = 9,4 мм, (21 )
Приймаються товщину стінки рівною 10 мм.
Зазор між внутрішньою поверхнею стінки корпусу і обертовими частинами механізму
О” = L 0,33 + 4 = 360 0,33 + 4 = 11,11 мм, (22)
Приймаються О” = 12 мм. p> Довжина блоків шестерень складається з: ширини маточин зубчастих коліс, ширина В«аВ», канавки для виходу долбяка і т.д.
В
Рис. 3 Зубчасте колесо
В
Рис. 4 Ескіз шліцьового валу
Розрахунок шпинделя
Основні вимоги
Шпиндель - одна з найбільш відповідальних деталей верстата. Він є останньою ланкою коробки швидкостей, несучим заготівлю або інструмент. Від нього багато в чому залежить точність обробки. Шпиндельні вузли призначені для здійснення точного обертання інструменту або оброблюваної деталі.
До шпиндельним вузлам верстатів пред'являються такі вимоги:
1. Точність обертання, вимірювана биттям на передньому кінці шпинделя в радіальному або осьовому напрямку.
2. Жорсткість шпиндельного вузла визначається за пружним переміщенням переднього кінця шпинделя.
3. Вібростійкість шпиндельного вузла, яка впливає на стійкість всього верстата.
4. Довговічність шпиндельних вузлів. p> 5. Обмеження тепловиділення і температурних деформацій, які сильно впливають на точність обробки.
6. Швидке і надійне закріплення інструменту або заготовки, що забезпечує їх точне центрування і відповідно точне обертання.
Матеріал і термічна обробка.
Вирішальним фактором, що визначає вибір матеріалу шпинделя, є: твердість і зносостійкість шийок і базують поверхонь фланців і стабільність розмірів і форми шпинделя в процесі його роботи і виготовлення.
Для шпинделів верстатів нормальної і підвищеної точності, які мають конусні отвори, фланці, пази застосовується об'ємна гарт, що забезпечує твердість у межах HRC 56 - 60. У цьому випадку шпиндель виготовляють з Сталь 50Х.
Вибір конструктивного варіанту шпиндельного вузла
У вертикально-фрезерному верстаті, як правило, застосовуються триопорні шпинделі, з метою збільшення демпфірування в шпиндельної вузлі.
У нашому випадку застосуємо до нижньої опорі здвоєний конічний роликовий підшипник кочення, а у верхній опорі - одинарний роликовий підшипник.
Дана схема забезпечує достатню жорсткість, вібростійкість і стабільність накладення осі при обертанні шпинделя.
Розрахунок шпинделя на жорсткість
Визначимо пружні переміщення в місці різання, що викликаються власне пружними деформаціями шпинделя і його опор.
Розрахуємо шпиндель при максимальному вильоті гільзи. Так як в нижній опорі прийнятий роликовий підшипник, то можна вважати, що шпиндель в цьому перетині не має повороту. У цьому положенні будемо вважати шпиндель як жорстко закріплену балку.
а - максимальний виліт гільзи
О? - кут прогину
у - прогин
Р - сила різа...
