Совершенствование технологического процесса изготовления фрез (стр. 3 из 20)
Сократим на
тогда получится 
Найдем из этого уравнения Х1 и Х3
X1=14,998H
X2=0.62 Н×м
Построим эпюру с учетом этих сил
Рис. 2.4 Эпюра изгибающих моментов
Построим эпюры от крутящего момента и определим 2-ю статическую неопределимость
Построим эпюру изгибающих моментов, и эпюры моментов от ед. силы и ед. момента.
Рис. 2.5 Эпюра изгибающих моментов
Составим систему уравнений
X2×d22+X4×d24+D2F=0 (2,7)
X2×d41+X4×d44+D4F=0
Пользуясь формулой Симпсона для нахождения d22,d44,d24=d42
Зная единичные перемещения от единичного вектора d22, еденичного вектора и единичного момента d24, единичного момента d44, единичноговектора и грузовой эпюры D2F, единичного момента и грузовой эпюры D4F найдем силы приложенные в точке где мы убрали опору для раскрытия статической неопределимости. Для этого подставим d22d24d44D4FD2F в систему уравнений (2)
X2×d22+X4×d24+D2F=0 (2,7)
X2×d41+X4×d44+D4F=0
Сократим на
тогда получится 
Найдем из этого уравнения Х2 и Х4
Построим эпюру с учетом этих сил
Рис 2.6 Эпюра изгибающих моментов
Все сечения вала испытывают плосконапряженное состояние, найдем сечение с максимальным напряжением для этого необходимо найти эквивалентный момент.
Эквивалентный момент по третьей гипотезе прочности равен
(2,8)Судя по эпюрам нас будет интересовать 2-а наиболее нагруженных сечения:
1 сечение возле заделки
2 сечение, где находиться шпонка
Как видно из выше приведенных расчетов максимальный момент будет в первом сечении, по этому найдем максимальное напряжение именно для этого сечения.
(2,9) 
м3 
Сравним максимальное напряжение с допустимым, с учетом динамики.
(2,10) 
Условие прочности в опасном сечении соблюдается.
2.1.3 Последовательность расчета пружин сжатия
Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы Р1 и Р2, рабочий ход h, наибольшая скорость V0 перемещения подвижного конца пружины при нагружении или лил при разгрузке, заданная выносливость N и наружный диаметр пружины D (предварительный). Если задана только сила Р2, то вместо рабочего хода h назначают прогиб F2 соответствующей заданной силе.
С учетом заданной выносливости N предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по таблице 116.
По заданной силе Р2 и крайним значениям инерционного зазора δ по формуле (1) вычисляют граничные значения силы Р3.
По вычисленным величинам Р3, пользуясь таблицей 117, предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему разряду в выбранном классе.
По таблице 120 параметров пружин в соответствии со стандартом отыскивают строчку, в которой наружный диаметр витка близко совпадает с предварительно заданным значением D. Из этой же строки берут соответствующие величины Р3 и диаметр проволоки d.
По таблице 117 определяют напряжения τ3 вычисляют с учетом временного сопротивления σв по ГОСТ 9389-75
По полученным значениям Р3 и τ3, а также по заданной силе Р2 по формуле (2) находят критическую скорость Vкр и отношение
, с помощью которого проверяют принадлежность пружины к предварительно установленному классу. Несоблюдения условия 
для пружин 1 и 2 классов означает, что при скорости V0 выносливость, обусловленная в таблице 116, может быть не обеспечена. Тогда пружина должна быть отнесена к последующему низшему классу или должны быть изменены исходные условия с таким расчетом, чтобы после повторных вычислений в указанном порядке удовлетворялось требование . Если это выполнить нельзя, то назначают запасные комплекты пружин.С учетом установленного класса и разряда в соответствии со стандартом по таблице 120 выбирают величины Z1 и f3, затем вычисляют размеры пружины.
Расчет первой пружины
Сила пружины при предварительном перемещении
.Сила пружины при рабочем перемещении
.Рабочий ход -
Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении и разгружении
Примем подачу метчика S=3мм/об.
Обороты шпинделя n=1.5об/с.
(3,1)Выносливость N - число циклов до разрушения
N=5·106 (3,2)
Наружный диаметр пружины D=22.
Относительный инерционный зазор пружины сжатияδ=0.01
Сила пружины при наибольшем перемещении
(3,3)силу Р3 уточняем по таблице 120, Р3=115,758Н, диаметр проволокиd=2мм, жесткость одного виткаZ1=19.620Н, наибольший прогиб одного виткаf3= 5.9, временное сопротивление, σв=2100, наибольшее напряжение при крученииЄ
Мпа (3,4)Критическая скорость пружины сжатия
(3,5) 
(3,6)Условие соблюдается
Жесткость пружины
(3,7)Число рабочих витков
(3,8)Число опорных витков
. Полное число витков 
(3,9)Средний диаметр пружины
(3,10)Индекс пружины
(3,11)Предварительное перемещение
(3,12)рабочее перемещение
(3,13)Наибольшее перемещение
(3,14)Высота пружины при наибольшем перемещении
(3,15)где n3=1.5 число шлифованных витков
Высота пружины при наибольшем перемещении
(3,16)Высота пружины при предварительном перемещении
(3,17)Высота пружины при рабочем перемещении
(3,18)Шаг пружины
(3,19)Длина развернутой пружины ( без учета зацепов пружины растяжения)
мм (3,20)Масса пружины в КГ
(3,21)Объем W занимаемый пружиной, мм
(3,22)Расчет второй пружины
Сила пружины при предварительном перемещении
.Сила пружины при рабочем перемещении
.Рабочий ход
