Привод главного движения горизонтально фрезерного станка D = 400мм, страница 9

[у]=(0,01...0,03)m=0.03×3 = 0.09 мм;                                       (2.3.1.2.3)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                                                                                 (2.3.1.2.4)

Прогиб в опасном сечении определяется по правилу Верищагина:

                                                                        (2.3.1.2.5)

где J – осевой момент инерции; Е = 2.11× 10⁵ МПа - модуль упругости; w - площадь грузовой эпюры; М₁^(С) – ордината на единичной эпюре Мz₁, расположенная под центром тяжести грузовой эпюры.

Осевой момент инерции сечения вала определяется по следующей формуле:

                                      (2.3.1.2.6)

Для определения прогиба под шестерней Z₂₁ строится эпюра изгибающего момента от единичной силы, приложенной в этой точке и направленной в ту же сторону, что и сила P. Эпюра в обоих плоскостях имеет одинаковый вид (рисунок 2.3.1.2.1).

Прогиб в плоскости "ZOX":

Подобным образом определяется прогиб в плоскости “YOX”, а для определения угла поворота вместо единичной силы прикладывается единичный момент и аналогично определяется угол поворота в данном сечении. Определяется суммарный прогиб (угол поворота):

         (2.3.1.2.7)

Определение прогибов под колесом Z₂₂  проводится аналогичным способом. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.3.1.2.1.

рисунок 2.3.1.2.1 – Расчетная схема

Таблица 2.3.1.2.1 – Расчет прогибов и углов поворота

параметр	ZOX	YOX	S	[ ]
y1,мм	0.084	0.03	0.089	0.09
y2,мм	0.069	0.02	0.072
q1,рад	0.00079	0.00084	0.0012	0.01
q2,рад	0.0003	0.00091	0.00096

Таким образом, условия прочности и жесткости выполняются. Следова­тельно, диаметр вала можно сохранить.

2.3.2 Проверка подшипников качения

Поскольку валы коробок скоростей сравнительно тихоходны, достаточно выполнения проверочного расчета подшипников на долговечность [4]:

L>[L]                                                                                                   (2.3.2.1)

где L, [L] - расчетная и допускаемая долговечность в млн.об;

где L_h - долговечность подшипника в часах.

Проверке подлежат подшипники на валу с максимальной нагрузке — шариковые радиальные однорядный № 307.

Определяем суммарные реакции в опорах:

                                       (2.3.2.2)

                                            (2.3.2.3)

Производим расчет по наибольшей радиальной реакции F_r2.

Pacчетная долговечность определяется по формуле:

                                                                                    (2.3.2.4)

где т - степенной показатель (m = 3 для шарикоподшипников);

C-динамическая грузоподъемность подшипника (Сr=33200 Н);

P_Э - эквивалентная динамическая нагрузка, которая для однорядных радиальных подшипников равна:

                                                  (2.3.2.5)

где V — коэффициент вращения, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается (при вращении внутреннего кольца V = 1); К_s = 1,2 - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки; К_Т = 1,1 — температурный ко­эффициент.

Определив все необходимые коэффициенты, находим расчетную долго­вечность:

Долговечность подшипников в часах определяется по формуле:

Необходимо знать, требуется ли замена подшипников в течении работы станка. Для этого необходимо знать технический ресурс станка. По условию он составляет 12500 ч. Следовательно, необходимости замены подшипников нет.

2.3.3 Расчет шпоночного соединения

У стандартных шпонок размеры b и h подобраны так, что нагрузку соеди­нения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Поэтому рас­чет обычно ведется только по напряжению смятия [5]:

                                                        (2.3.3.1)

где Т- номинальный крутящий момент, Н-мм; h - высота шпонки, мм; l_р- рабочая длина шпонки, мм; d— номинальный диаметр вала, мм; t₁ – глубина паза на валу; []- допускаемое напряжение на смятие.

Проверка шпоночного соединения на I валу под шкивом:

Шпонка 16x8x50 ГОСТ 23360 - 78.

Проверка шпоночного соединения производится  на II валу по самой короткой шпонке:

Шпонка 8x8x30 ГОСТ 23360 - 78.

Проверка шпоночного соединения производится  на III валу по самой короткой шпонке:

Шпонка 8x10x40 ГОСТ 23360 - 78.

          Проверка шпоночного соединения на Шпинделе:

Шпонка 16x10x50 ГОСТ 23360 - 78.

Условие выполняется.