Проектирование коробки скоростей (число скоростей = 21) токарно-винторезного станка, страница 7

Прогиб в вертикальной плоскости от радиальной силы на колесе:

 [3];

Прогиб от радиальной силы на шестерни:  [3]

Рисунок 4- Схема нагружения вала

Суммарный максимально возможный прогиб:

[3]

Условие выполняется.

Расчет остальных валов проводится аналогичным образом или при помощи программы «APM Shaft», программного модуля «APM Wine Machine». Пример расчета приведен в приложении Г.

Результаты всех вычислений сводим в таблицу 2:

Таблица 2

Вал

Материал

Максимальная

реакция опоры, Н

Коэффициент запаса усталостной прочности в опасном сечении

I

Сталь 40Х

778,8

5

II

Ст5

560

2,02

III

Сталь 45

2010,1

6,5

IV

Сталь 45

3244,6

6,3

V

Сталь 45

5217,9

7

Шпиндель

Сталь 45Х

12187,2

4

Ранее принятые значения диаметров валов принимаем за окончательные.

Из расчета на жёсткость вала шпинделя, устанавливаем диаметр вала

d = 8000 (мм). Пример расчета приведен в приложении Г.

3 Подбор подшипников качения

Подберем подшипники для I вала.

Исходные данные:

Радиальные реакции опор см.п.2.6.:

;

dП=30 (мм) –диаметр посадочной поверхности вала;

-частота вращения вала колеса;           

Расчет ведем по динамической грузоподъемности.

Предварительно назначается роликовый конический однорядный подшипник 207 ГОСТ 8338-75 [5].

Подшипник установлен в распор.

- суммарное время работы передачи;

Из условия прочности:

; - базовая динамическая грузоподъемность;                                                                                                                                   

     Рисунок 5- Шариковый радиальный

подшипник

,  [5] где

Требуемый ресурс при необходимой вероятности безотказной работы            подшипника:

[5];

- коэффициент долговечности, берется по табл.7.5. [5]

- коэффициент, учитывающий качество металла и условий                      эксплуатации для шарикоподшипников принимается 0,7…0,8;

Динамическая грузоподъемность при переменном режиме нарружения:

   [5], где

Эквивалентная динамическая нагрузка:

  [5], где

 - коэффициент вращения внутреннего кольца подшипника;

 - температурный коэффициент, в зависимости от рабочей температуры             подшипника:;

- коэффициент безопасности, берется по табл.7.4, для зубчатых передач

- коэффициенты радиальной и осевой сил, берется по табл.7.1   

;

 Расчет будем проводить по наибольшей эквивалентной радиальной нагрузки:

Из условия прочности:

 условие выполняется;

Определяем скорректированный по уровню надежности и условиям применения      расчетный ресурс подшипника:

[5]

Оцениваем пригодность подшипника:

Окончательно принимаем шариковый радиальный подшипник 207 ГОСТ 8338-75.

Расчет всех остальных подшипников произведен при помощи программы «APM Bear», программного модуля «APM Wine Machine». Пример расчета приведен в приложении Д.

Результаты всех вычислений сводим в таблицу 3:

Таблица 3

Вал

Тип подшипника

Реакция в опоре, Н

Расчетная долговечность, часов

I

206 ГОСТ 8338-75

778,8

13010

II

206 ГОСТ 8338-75

560

12196,1

III

208 ГОСТ 8338-75

2010,1

8193,5

IV

7208А ГОСТ 27365-87

3244,6

8346,7

V

7210А ГОСТ 27365-87

5217,9

9369,2

Шпиндель

97506 ГОСТ 6364-78

12187,2

6208,4

4  Расчет шлицевых соединений

Расчет шлицевых соединений  произведен при помощи программы «APM Joint», программного модуля «APM Wine Machine». Пример расчета приведен в приложении Е.

Результаты всех вычислений сводим в таблицу 4:

Таблица 4

Вал

Диаметр вала, мм

Серия

Обозначение

Длинна соединения

фактическая, мм

Длинна соединения расчетная, мм

II

36

Легкая

8×32×36×6

78

53,6

IV

46

Легкая

8×42×46×8

75

78,2

V

58

Легкая

8×52×58×10

75

73,7