Расчет и проектирование привода главного движения коробки скоростей станка, страница 5

Р=(ХVF_r+YF_a)kk_r

где F_r – радиальная нагрузка, действующая на подшипник;

F_a – осевая нагрузка;

Х – коэффициент радиальной нагрузки(табл.6.1,6.2[Киркач Н.Ф.]);

Y – коэффициент осевой нагрузки(табл.6.1,6.2[Киркач Н.Ф.]);

V – коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца относительно нагрузки V=1);

k - коэффициент безопасности, k=1,3;

k_Т  - температурный коэффициент, k_Т=1.

Поскольку с увеличением осевой нагрузки при постоянной радиальной происходит выборка радиального зазора, что приводит к более равномерному распределению нагрузки на тела качения, то осевая нагрузка не оказывает влияния на эквивалентную нагрузку, пока отношение  не превысит значения вспомогательного коэффициента е. Значения коэффициента е приведены в табл. П4, [Чернил]. Следовательно, в формуле для радиального шарикового подшипника надлежит принимать Y=1,55, X=0,56. А для радиально-упорного роликоподшипника – Х=1, Y=1,71.

На передней опоре шпинделя был выбран шариковый радиальный подшипник по ГОСТу 8338-75, с динамической грузоподъемностью с=47600Н. Для шарикового радиального подшипника осевая нагрузка равна 160,85Н, а радиальная нагрузка равна 849,434Н.

Определим для него расчетную эквивалентную нагрузку:

Расчетная долговечность подшипника Lh:

Габаритные размеры подшипника 310(табл. П4[Чернил]):

D=110мм, d=50мм, B=27мм.

На задней опоре шпинделя установлены роликовые конические подшипники по ГОСТу 333-71, с динамической грузоподъемностью с=118000Н. Осевая нагрузка равна 2543,59Н, а радиальная нагрузка равна 7627,99Н.

Определим для него расчетную эквивалентную нагрузку:

Расчетная долговечность подшипника Lh:

Габаритные размеры подшипника 7312(табл. П8[Чернил]):

D=130мм, d=60мм, b=31мм, T_наиб=34мм, c=27мм.

6.8 Выбор электромагнитных муфт

С целью автоматизации  процесса обработки для передачи крутящего момента между валами используют электромагнитные муфты. В электромагнитных дисковых муфтах сцепления фрикционных дисков, которые связывают ведущие и ведомые части муфты осуществляются под действием электромагнита, который появляется при проходе тока через обмотки возбуждения. Муфты имеют предупредительные качества.

Эти муфты используют в качестве пусковых и реверсивных в коробках подач  для переключения степеней чисел оборотов в приводах для управления циклами перемещения   рабочих органов  машин, в системах следящего привода.

Выбор электромагнитных муфт проводится на основе сравнения максимального вращающего момента на данном вале и номинального вращающего момента, который передается муфтой [8, табл.4.21 стр235]

Для выбора муфты необходимо, чтобы номинальный момент, который передается муфтой был больший, чем номинальный момент на валу. Также выбор осуществляется по конструктивным параметрам: диаметр вала для муфты, межосевое расстояние и прочее.

Для установления на валу принимаем электромагнитную муфту контактного исполнения Е1М...2 по ГОСТу 21573-76.

Рис. 6.4 Муфта контактного исполнения Э1М…2

На рис. 6.4, а приведена конструкция муфты контактного исполнения  Э1М…2,состоящая из ведомой втулки 1, соединенной с корпусом 3 торцевым немагнитным сварным швом 2; внутренних фрикционных дисков 6, соединенных эвольвентными шлицами с втулкой 1; наружных дисков 7, имеющих пазы для зацепления с поводком (рис. 6.4, б) – соединительной деталью механизма, в котором используется муфта; катушки 4, якоря 8, токоподводящего кольца 5.

При прохождении постоянного тока через катушку 4 рабочий магнитный поток замыкается по контуру Ф, якорь 8 и пакет дисков 6 и 7 притягиваются к корпусу 3. Таким образом, момент со втулки 1 через диски 6 и 7 передается на поводок. Расцепление дисков при отключении муфты обеспечивается упругими наружными дисками, имеющими волнообразную форму, при этом якорь отходит вправо до упора в бронзовое кольцо 9. Масло подается вдоль вала через радиальные отверстия 10.

На нулевом валу крутящий момент равен 41,91, выбираем электромагнитную муфту исполнения 06. На первом вале крутящий момент равен 37,44, выбираем электромагнитную муфту исполнения 07. На втором вале крутящий момент 66,88, выбираем электромагнитную муфту исполнения 08.

6.9 Уточненный расчет шпинделя станка

В  качестве материала шпинделя  принимаем углеродистую  конструкционную сталь 45.