Расчёт коробки скоростей вертикально – фрезерного станка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      7. Расчёт вала IV на прочность.

7.1. Определение сил, действующих на вал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окружные силы

F_t=

F_tb=

F_tc=

Радиальные

F_rb=F_tb х tgα =5726 х tg20⁰ = 2084Н

F_rс=F_tс х tgα =34595х tg20⁰ = 12592Н

ΣМ^b_A=0 – в вертикальной плоскости

- F_rb х l₁+ F_rс х l₂ – R_B х l₃ = 0

R^b_B=

R^b_А+ F_rb- F_rс+R^b_B=0      R^b_А= -F_rb + F_rс - R^b_B= - 2084 + 12592 -7361 = 3147Н

ΣМ^b_A – в горизонтальной плоскости

- F_tb х l₁- F_tс х l₂ +  R²_В х l₃ = 0

R²_В=

- R²_а + F_tb + F_tс - R²_В= 0

R²_а = F_tb^b+ F_tс - R²_В= 5726+34595-26377 = 13944 Н

M_c =

M_c^b = R^b_А х l₁= 3147 х 427 = 1343769 Н мм

M_c² = R²_А х l₁= 13944 х 427 = 5954088 Н мм

M_c =

M_d =

M_d^b = R_B^b х (l₃ – l₂) = 7361 х (796 -536) = 1913860 Н мм

M_d² = R²_В х (l₃ – l₂) = 26377 х (796 -536) = 6858020 Н мм

M_d =

Вал изготовлен из стали 45 ГОСТ 1050-88

Термообработка: закалка 40…45 HRC

Допускается напряжение изгиба: δ₄=410 МПа**

Предел текучести: δ_т = 750 МПа

δ₄ =

В сечении С Д = 54 мм   W_c = 0,1Д³ = 0,1 х 54³ = 15746 мм³

В сечении Д шлицы 8 46 54        W = 11500 мм³

W_Д=2W=2 х 11500 = 23000 мм³

δ_{из с} = =

δ_{из Д} = =

Коэффициент запаса прочности:

S_Tδ =          

S_Tδc =    

S_Tδd =

Статическая прочность  вала обеспечена:

во всех опасных сечениях S > [S_Т] ~ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      8. Смазка.

В коробке скоростей  применяется смазка поливанием. Поливание  применяется для зубчатых передач, работающих с любыми окружными скоростями.

Смазочная жидкость нагнетается  из ванны плунжерным насосом в  коллектор. Затем по трубкам распределяется к трущимся поверхностям. Насос приводится в действие от эксцентрика, расположенного на одном из валов коробки.

Производительность насоса определяется в предположении, что  всё количество тепла, выделяемое при  трении, отводится маслом, циркулирующем в смазочной системе.

Работа сил трения:

А = N_э (1-η),

где N_э= 15кВт – мощность электродвигателя

η = 0,86 – КПД коробки  скоростей.

Количество тепла, выделяемое при трении:

W = 860N (1-η)

Количество тепла, отводимого смазочной жидкостью:

W =60Q х сγΔt

Q = N (1-η) = K х N (1-η)

Q = 5 х 15(1- 0,86) = 10,5 л/мин

Примем насос плунжерный 18 МН 3030-61

Q_ном = 0,12 л/мин при n = 1250 об/мин

Q_насоса = , что больше требуемой Q = 10,5 л/мин.

Выбранный насос подходит.

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

1. Б.К. Шунаев, Е.В. Кусова, Г.М. Шалин «Методическое руководство к выполнению курсового проекта по МРС  ч. I» Свердловск 1978г.
2. Б.К. Шунаев, Е.В. Кусова, Г.М. Шалин «Методическое руководство к выполнению курсового проекта по МРС ч. II» Свердловск 1979г.
3. Н.Н.Чернов «Металлорежущие станки» Москва 1988г.
4. В.К. Тепинкичеев «Металлорежущие станки» 1972г. (стр.19)*
5. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов «Конструирование узлов и деталей машин» 2006г. (стр.191)**