Проект коробки скоростей вертикально-сверлильного станка (стр. 3 из 3)
Расчетную нагрузку подшипника определяют по формуле:
;
где Fr – радиальная нагрузка, Н;
Fa – осевая нагрузка, Н;
x – коэффициент радиальной нагрузки;
y – коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца v=1, при вращении наружного кольца v=1,2);
kr – коэффициент безопасности (для токарных станков kr=1…1,2);
kT – безразмерный температурный коэффициент.
В коробках скоростей обычно используют прямозубые колеса, поэтому формула для определения расчетной нагрузки, без учета осевых сил примет вид:
;
величина радиальной нагрузки подсчитывается по формуле:
;
где 
, 
- наибольшие по величине опорные реакции, определяемые при расчете вала.
Проведем подбор подшипников для II вала. Из распечатки расчета вала выписываем наибольшие опорные реакции G(0)=979,813 H, B1(0)=690,197 и определяем
Н;
для определения расчетной нагрузки принимаем v=1, kT=1,05, ks=1,3, тогда:
Н;
определяем L, при известной частоте вращения n=800 об/мин (см. табл. 2.1) и задавшись Ln=16000 ч:
млн. оборотов.
Динамическая грузоподъемность:
Н.
Результаты расчета всех валов сведены в табл. 6.1.
Таблица 6.1 – Динамическая грузоподъемность подшипников
| № вала | G(0), H | B1(0), H | Fr, H | P, H | L, млн. об. | C, H |
| II | 979,813 | 690,197 | 1198,50 | 1635,95 | 768 | 14981,56 |
| III | 528,586 | 1150,644 | 1266,25 | 1728,43 | 302,4 | 11601,45 |
| IV | 1311,036 | 1621,642 | 2085,31 | 2846,45 | 192 | 16421,16 |
По расчетному значению С и принятым по приложению 2 диаметрам валов: dII=20 мм; dIII=35 мм; dIV=45 мм, выбираем по каталогу /3/ подшипники: №205 (С=14000); №107 (С=15900); №109 (С=21200).
7. Расчет шлицевых соединений
По каталогу /3/ производим выбор геометрических характеристик шлицевых валов. Номинальные размеры для II-го вала 6*23*28; для III-го вала 8*32*38, для IV-го вала 8*42*48. Затем производим проверочный расчет шлицевых соединений по напряжению смятия.
,
где z – число зубьев шлица;
D – наружный диаметр;
d – внутренний диаметр шлицевого соединения;
r – радиус при вершине шлицевого соединения;
l – длина шлицевого соединения;
Мкр – момент передаваемый шлицевым соединением;
[sсм] – предельное допускаемое напряжение на смятие; (для нормализованной Стали 45 [sсм]=150 МПа).
Для II-го вала:
;
Для III-го вала:
;
Для IV-го вала:
.
Выбранные нами шлицевые соединения проходят проверочный расчет по напряжению смятия.
8. Расчет шпоночных соединений
По каталогу /3/ для выбранных нами диаметров валов определяем геометрические характеристики шпоночного соединения. Длину шпонки выбираем из нормального ряда с таким расчетом, чтобы она была на 5…10 мм короче ступицы закрепляемой детали.
Проверяем шпоночное соединение на смятие по формуле:
;
где lp – длина шпонки;
к – рабочая глубина в ступице.
Для V-го вала:
.
Шпоночные соединения удовлетворяют проверочному расчету по напряжению смятия.
Литература
1. Киреев Г.И. Комплексный расчет коробок скоростей металлорежущих станков на ЕС-ЭВМ: указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0501. Часть I. – Ульяновск: УлПИ, 1984. – 43 с.
2. Шестернинов А.В., Горшков Г.М., Филиппов Д.Ю. Расчет приводов подач металлорежущих станков. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 1201. – Ульяновск: УлПИ, 1992. – 48 с.
3. Дунаев П.Ф., Лешков О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. Вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М: Высш. шк., 1998. – 447 с.