Модернизация привода главного движения станка модели 6С12 (стр. 4 из 5)

Определяем St:

Общий запас прочности определяется по формуле:

S≥[S]=1.5…2.5, т. е. условие выполняется.

6.4 Выбор элементов передающих крутящий момент

Для все соединений со шкивами назначаем шпоночное соединение, а для все остальных соединений ринимаем шлицевое соединение, которое имеет следующие размеры рабочих частей :

, b=12, dlmin=67,4, ¦=0,8, rmax=0,5.

Шлицевое соединение подлежит проверке на смятие, которая проводится по формуле:

Остальные соединения выполняются по Мкр, меньшего от момента на шкиву.

Все выбранные шлицевые соединения соответствуют условию прочности при проверке на смятие.

Соединение со шкивами.

Проверим выбранные шпонки на смятие:

;

где

- крутящий момент, который передается шпонкой, Нм;

- диаметр вала, мм;

- высота шпонки, мм;

- рабочая длина шпонки, мм;

- напряжение, которое допускается, принимаем стандартные шпонки [3 с.62, табл. 7.1].

Рисунок 5 Размеры шпоночного соединения.

d, мм	lр, мм	T, Нм	[σсм], МПа	σсм, МПа	количество:	b, мм	h, мм	t1, мм	t2, мм
36	45	2371	100	89,89	1	10	8	5,5	5
80	55	2371	100	92,86	1	10	8	5,5	5

Остальные соединения выполняются по Мкр, меньшего от момента на шкиву.

Все выбранные шлицевые соединения соответствуют условию прочности при проверке на смятие.

7 Выбор подшипников

Учитывая элементы, расположенные на валах, а также по диаметрам шипов, выбираем подшипники, параметры которых сносим в таблицу 8.

Таблица 4 – Параметры подшипников.

Подшипник	внутренний диаметр d, мм	наружный диаметр D, мм	ширина кольца B, мм	статическая грузоподъемностьC0,кН
418	90	210	52	174
266418	90	225	108	337
246315	75	160	74	212
46315	75	160	37	131
246418	90	225	108	337

Проверочный расчет подшипников.

Фактическая долговечность подшипника

в часах.

;

где С – динамическая грузоподьемность, кН.

Р – приведенная грузоподьемность, кН.

r - коэфициент формы тел качения,

- для шариковых подшипников,

- для роликовых подшипников.

Приведенную грузоподьемность:

Н;

де V – „коэфициент кольца”: V=1 при вращении внутреннего кольца, V=1,2 при при вращении наружного кольца;

R, A – радиальная и осевая нагрузка на подшипник;

X, Y – коэфициенты приведения R, A; Х=1. [3 с. 68 табл.8.4]

- коэфициент безопасности, зависит от вида работы и серьезность последствий аварии. [3 с.65 табл. 8.1].

- коэфициент температурного режима. [3 с.65 табл. 8.2].

- временная нагрузка до

- при

На первом валу:

- для радиального шарикоподшипника 418:

21000 Н,

- для сдвоенного радильно-упорного подшипника 266418:

;

На втором валу:

- для сдвоенного радильно-упорного подшипника 246315:

;

- для радильно-упорного подшипника 46315:

;

На третьем валу:

- для радильно-упорного подшипника 46315:

. Т.к.

часов то условие долговечности выполняется.

8 Расчет динамических характеристик привода главного движения

Задачи расчета.

Привод подачи станка при обработке детали нагружен крутящим моментом, который вследствие особенностей кинематики процесса резания, переменности припуска на детали и физико-механических свойств ее материала изменяется во времени. В результате в нем возникают крутильные колебания, обусловливающие динамические нагрузки, появление изгибных колебаний, снижение производительности обработки, уменьшение долговечности станка, а в некоторых случаях и потерю устойчивости его динамической системы. С целью обеспечения требуемого качества станка динамические характеристики привода рассчитывают при его проектировании и производят корректировку конструкции.

Составление расчетной схемы привода. Представим, что конструкция привода разработана в соответствии с кинематической схемой. Необходимо произвести его динамический расчет и анализ.

Рис. 6 - Кинематическая схема привода главного движения для динамического расчета.

Определяем моменты инерции всех вращающихся элементов привода. Момент инерции (кг×м2) детали, являющейся сплошным телом вращения, определяется по зависимости

где r — плотность материала детали, кг/м3; d и l - диаметр и длина детали, м.

Детали длиной до 1,5—2 их диаметра принимают в качестве сосредоточенных масс. В рассматриваемой конструкции это ротор электродвигателя, шкивы, блоки зубчатых колес, муфты.

Валы являются распределенными массами. При длине вала до 300 мм к моментам инерции находящихся на нем сосредоточенных масс присоединяют треть момента инерции вала.

Моменты инерции муфт и шкивов рассчитаем как зубчатых колес:

где d, D – радиус вершин и радиус впадин зубчатого колеса;

h – ширина ступицы или зубчатого венца.

Все вычисленные моменты инерции заносим в таблицу 10.

Таблица 10 - Моменты инерции элементов привода подач.

Наименование элемента	Момент инерции элемента I, кг×м2
Ротор электродвигателя	0,05
Шкив I, II	0,72
Вал I	0,024
Вал II	0,0084
Вал III	0,012
Зубчатое колесо (вал – I, z=35)	0,0015
Зубчатое колесо (вал – II, z=35)	0,0015
Зубчатое колесо (вал – II, z=56)	0,12
Зубчатое колесо (вал – III, z=56)	0, 12

Находим крутильную податливость элементов приводов. Зубчатые муфты и муфты фрикционного действия не учитываются. Крутильная податливость ременной передачи связана с расчетной длиной ветви между шкивами:

где L - межосевое расстояние, м; D1 и D2 —диаметры шкивов, м; V — скорость ремня, м/с;

Податливость ременной передачи:

k - коэффициент, учитывающий условия работы передачи: к = 1, когда окружная сила Р вдвое больше силы предварительного натяжения Р0, к = 2 при Р < 2Ра; Е — модуль упругости ремня, МПа (модуль упрутости зубчатых ремней со стальным кордом, клиновых ремней со шнуровым кордом плоских полимерных ремней соответственно равен 6000...35000МПа, 600...800,2200...3800 МПа); F - площадь поперечного сечения ремня, м2.

Крутильную податливость для сплошных валов: