Станок для сверления отверстий (стр. 8 из 11)

а) коэффициент вращения: V=1, т.к. вращается вал;

б) коэффициент безопасности:

;

в) температурный коэффициент:

, т.к.

;

Т. к. Р_Д > Р_С, то подшипник опоры Д более нагружен и для нее

рассчитываем долговечность.

Находим расчетную динамическую грузоподъемность

Условие выполняется.

Долговечность подшипника для опоры Д

, поэтому предварительно назначенный

подшипник 7000103 пригоден

1.8.7 Выбор и проверка муфт

рис. 1.8.11

Условия выбора муфты

а)

мм;

б)

(1.8.62)

T_муфты= 31,5 Н м.

Расчет муфты

а) Расчет по напряжениям смятия:

;(1.8.63)

;(1.8.64)

(1.8.65)

мм², (1.8.66)

б) Расчет по напряжениям изгиба:

;

;(1.8.67)

(1.8.68)

мм; (1.8.69)

мм³; (1.8.70)

МПа, (1.8.71)

где

– предел текучести материала пальцев.

Выбираем МУВП (Муфта 31.5-18-1-У3 ГОСТ 21424-93)

1.8.8 Расчет шпоночных соединений

Расчет шпоночного соединения первого ведущего вала и муфты

Рассчитаем шпоночное соединение для передачи вращающего момента Т₁=13 Нм с полумуфты на тихоходного вала привода.

Примем, что участка d=18 мм тихоходного вала под муфту имеет цилиндрическую форму.

Шпонка призматическая (табл. К43 (8)): b = 6 мм, h = 6 мм, t₁ = 3,5 мм. Длина шпонки l=40 мм, рабочая длина l_р = l - b = 40 - 6 = 34 мм.

Расчетные напряжения смятия

Условие прочности на смятие:

(1.8.72)

что меньше [

]_см = 90 Н/мм² для чугунной ступицы полумуфты. Условие выполняется и принимаем шпонку 6•6•40 ГОСТ 23360-78

Расчет шпоночного соединения второго ведомого вала с зубчатым колесом

Рассчитаем шпоночное соединение для передачи вращающего момента Т₁=8,5 Нм с тихоходного вала привода на быстроходный.

Примем, что участка d=20 мм быстроходного вала имеет цилиндрическую форму.

Шпонка призматическая (табл. К43 (8)): b = 6 мм, h = 6 мм, t₁ = 3,5 мм. Длина шпонки l=20 мм, рабочая длина l_р = l - b = 20 - 6 = 14 мм.

Расчетные напряжения смятия

Условие прочности на смятие:

что меньше [

]_см = 110 Н/мм² для стальной ступицы зубчатого колеса. Условие выполняется и принимаем шпонку 6•6•20 ГОСТ 23360-78.

1.8.9 Проверочный расчет вала

Эпюры построены для значений расстояний и радиальных реакций, соответствующих установки вала на окончательно выбранных подшипниках.

Из сопоставления размеров валов и эпюр моментов следует, что наиболее опасные сечения находятся на быстроходном валу полом валу привода.

Принимаем материал вала сталь 45. Выписываем

В соответствии с формой вала и эпюрами изгибающих М_X, М_Y и вращающего М_К моментов предположительно опасным сечением является сечение Д – место установки подшипника.

Расчет сечения Д на статическую прочность

Суммарные изгибающие моменты:

Н м;(1.8.73)

Осевой момент сопротивления сечения для полог вала

W=πd³/32(1-(d₁/d)⁴) (1.8.74)

W=3,14 х 17³/32 •(1-(6/17)⁴)=475 мм³

Эквивалентное напряжение

(1.8.75)

Коэффициент запаса прочности по текучести при коэффициенте перегрузки К_п=2,5.

(1.8.76)

Статическую прочность вала в сечении Д обеспечивается.

Расчет сечения Д на сопротивление усталости

Определим амплитуду напряжений цикла в опасном сечении:

Н/мм²(1.8.77)

Н/мм², (1.8.78)

где W_К=πd³/16=3,14´17³/16=964 мм³(1.8.79)

Внутреннее кольцо подшипника качения устанавливается на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении Д-посадка с натягом. По табл. 12.18 (7) имеем:

Посадочная поверхность вала под подшипник шлифуется (R_a=0,4 мкм) тогда

=1;

Коэффициенты концентрации напряжений в рассматриваемом сечении:

;(1.8.80)

.(1.8.81)

Пределы выносливости в сечении вала:

Н/мм²; (1.8.82)

Н/мм². (1.8.83)

Коэффициенты запаса прочности вала по напряжениям изгиба

кручения

(1.8.84)

.(1.8.85)

Расчетный коэффициент запаса прочности в сечении Д

(1.8.86)

Сопротивление усталости в сечении Д обеспечено.

1.9 Обоснование выбора стандартного пневматического устройства привода для системы подачи книжного блока

В разделах 1.4, 1.5 и 1.7 обоснована и показана кинематическая схема подачи книжного блока с применением пневмопривода (рис. 1.5.1). Предлагаемая в разделе 1.7 схема пневмопривода (рис. 1.7.5) разработана с учетом использования стандартных комплектующих. Для составления принципиальной схемы устройства подачи книжного блока необходимо выбрать по каталогам производителя набор конкретных узлов.

Из множества производителей пневматических устройств выбираем международный концерн FESTO, который является одним из ведущих мировых поставщиков пневматических и электромеханических систем для автоматизации производства различных отраслей промышленности. Среди производителей пневматики "Festo" в 1990 году первой получила сертификат качества по ISO 9001. Пневматика является основной сферой деятельности компании Festo во всем мире. В России FESTO работает уже 20 лет и предлагает своим заказчикам 20.000 наименований пневматических устройств, среди которых пневмоцилиндры, распределители, позиционеры, воздушные фильтры, осушители воздуха и другая аппаратура, работающая на сжатом воздухе. Каталог "Пневматические средства автоматизации", выпущенный FESTO на русском языке, содержит более 13 тысяч изделий.