Привод торцовочного станка (стр. 4 из 17)

, мм

мм

Принимаем по ГОСТ 1284.1–89 стандартное значение L_p=1400 мм. Действительное межосевое расстояние определяем по формуле:

, мм

= 543 мм

Для возможности установки и замены ремней должна быть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 1%, т.е. примерно на 5,5 мм.

Угол обхвата ремня равен:

Т.к. α ³ 150°, значит, межосевое расстояние оставляем тем же. Частоту пробега ремня определяем по формуле:

, с-¹

с-¹

По ГОСТ 1284.3–89 для D₁=100 mm, L_p=1400 мм, n=3000 мин^-1 номинальная мощность Р_о, передаваемая одним ремнем, равна 2,92 кВт.

Тогда расчетную мощность определим по формуле:

, кВт,

где С_а – коэффициент угла обхвата, С_а = 1;

C_L– коэффициент длины ремня, C_L = 0,9;

С_и – коэффициент передаточного отношения, С_и = 1;

С_р – коэффициент динамичности нагрузки, С_р = 1,2.

кВт

Расчетное число ремней равно:

,

где C_z– коэффициент числа ремней, C_z = 0,95 при z = 2…3.

Принимаем z = 2.

Предварительное натяжение каждой ветви ремня:

, Н,

где ρ – плотность материала ремня, ρ = 1250 кг/м³;

А – площадь поперечного сечения ремня, А= 138·10^-6 м².

Н

Силу давления на вал, когда ветви ремня параллельны (u=1, α=180°), определим по формуле:

, Н (2.8)

Конструктивные размеры ведомого шкива [6, т. 2]:

расчетный диаметр шкива: d_p=100 мм,

диаметр отверстия под вал: d₀= 30 мм,

ширина шкива со ступицей: L = 54 мм,

расчетная ширина канавки: 1_р = 14 мм,

расстояние между осями канавок: е = 19 мм,

расстояние между осью крайней канавки и торцом шкива: f = 12,5 мм,

другие параметры: b = 4,2 мм, h = 10,8 мм, b₁=17 мм, α = 34°.

Внешний диаметр шкива находим по формуле:

, мм

мм

Диаметр впадин шкива равен:

, мм

мм

Длину ступицы находим по формуле:

, мм

мм

Ширину шкива определяем по формуле:

, мм,

где п – число канавок, п =2.

мм

Эскиз шкива представлен на рис. 2.2.

Рис. 2.2 – Шкив ведомый

2.2.4 Ориентировочный расчет и конструирование пильного вала

Целью ориентировочного вала является определение минимально возможного диаметра вала. При этом учитывается только крутящий момент, а влияние изгибающего момента компенсируется понижением допускаемых напряжений при кручении.

Минимальный диаметр находим по формуле:

, мм,

где Т_к – крутящий момент на пильном валу, Н·м;

– допускаемое напряжение при кручении (15…25) МПа, принимаем =15 МПа.

мм

В соответствии с рядом линейных размеров принимаем d_min= 20 мм.

Диаметр вала находим по формуле:

, мм

мм

Принимаем ступенчатую конструкцию вала. Диаметры ступеней под подшипники находим по формуле:

, мм

мм

Значение d₂, d₄должно быть кратно пяти.

Диаметр третьей ступени вала находим по формуле:

, мм

мм

Диаметр пятой ступени равен:

d₅=32 мм.

Диаметр шестой ступени равен:

d₆ = 30 мм.

Эскиз пильного вала представлен на рис. 2.3.

Рис. 2.3 – Пильный вал

2.2.5 Эскизная компоновка узла пильного вала

Конструктивно выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники 207 ГОСТ 1284.1–80.

Характеристики подшипника:

d=35 mm; D=72 мм; В=17 мм; г=2 мм; С=25,5 кН; С_о=13,9 кН.

Длину шпонки выбирают из стандартного ряда так, чтобы она была несколько меньше длины ступицы (на 5–10 мм).

Проверка шпонок на смятие узких граней должна удовлетворять условию:

, МПа, (2.9)

где d_e– диаметр вала, мм;

h– высота шпонки, мм;

l_р– расчетная длина шпонки, мм;

– допускаемое напряжение при смятии, = 20…30 МПа.

По формуле (2.9) расчетная длина шпонки равна:

, мм

Для d₁=30 мм по ГОСТ 8789–78 выбираем параметры шпонки: b=8 мм,

h=7 мм, t=4 мм, t₁=3,3 мм.

Тогда 1_р равна:

мм

Длину шпонки находим по формуле:

, мм

мм

Принимаем из стандартного ряда l = 32 мм. Принимаем шпонки для шкива – 8x7x32, для пилы – 10x8x30.

Эскиз шпоночного соединения представлен на рис. 2.4.

Рис. 2.4 – Шпоночное соединение

Эскизная компоновка пильного вала представлена на рис. 2.5.

2.2.6 Уточненный расчет пильного вала

Уточненный расчет вала проводится как проверочный с целью определения коэффициента запаса усталостной прочности вала в опасном сечении.

Из предыдущих расчетов имеем величину сил, действующих на вал, и размеры вала. Рассчитаем реакции опор и построим эпюры изгибающих и крутящих моментов. В расчете используем справочные данные [5].

Расчетная схема пильного вала представлена на рис. 2.6.

Рис. 2.5 – Компоновка пильного вала

Рис. 2.6. Расчетная схема пильного вала

Определим силы и моменты, действующие на пильный вал. Усилие, действующее на вал от силы резания, находим по формуле:

, Н,

где N_p– мощность резания с учетом перегрузки двигателя, кН;

V_p– скорость резания, м/с.

Н

Усилие от клиноременной передачи по формуле (2.8) равно:

Q_кл =781,38 Н

Длины участков находим из компоновки (см. рис. 2.5.):

l₁= 70 мм, l₂ = 230 мм, l₃ = 55 мм

Определим реакции опор в горизонтальной плоскости XOY:

∑М_В = 0 (сумма моментов относительно точки В равна 0)

, Н

Н

∑M_A = 0: (сумма моментов относительно точки А равна 0)

, Н

Н

Проверка: ∑Y = 0: (сумма проекций сил на ось Y равна 0)