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.:

;

d_П=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