Проектирование механизма поворота автоматизированных станков (стр. 2 из 2)
Практически длина паза берётся на 2…3 мм больше, т.е. l= 107 мм.
Наружный диаметр креста:
где с = 2 мм – фаска.
Диаметр вала креста принимаем конструктивно
= 65 мм при соблюдении условия: 
Диаметр вала кривошипа
принимаем конструктивно = 25 мм при соблюдении условия: 
3. Силовой расчёт мальтийских механизмов
Силовой расчёт заключается в определении моментов и усилий, действующих в механизме, и мощности, необходимой для поворота креста. Кроме того, выполняют проверочные расчёты на прочность элементов, выбранных конструктивно (ось ролика, вал кривошипа и вал креста).
3.1. Определение моментов и усилий, действующих в механизме
Статический момент сил трения в опорах карусели:
где к1 = 0,004 мм - коэффициент трения качения;
D0 = 82,5 мм - диаметр окружности центров шариков (средний диаметр упорного подшипника 8213 ГОСТ 6874-75 [3]);
dш = 14,49 мм - диаметр шариков подшипника;
Момент инерции карусели:
где rk- приведённый радиус карусели;
Максимальное усилие на ролике кривошипа:
где а = 1,35; b= 0,422 - безразмерные коэффициенты, зависящие от числа пазов креста [1].
Максимальный момент сопротивления на валу креста
где -
Средний крутящий момент на валу кривошипа:
где q= 0,2; m= 0,0465 - безразмерные коэффициенты, зависящие от числа пазов креста z;
ηм = 0,95 - КПД мальтийского механизма (вал креста на опорах качения).
Средняя мощность, необходимая для вращения кривошипа:
Максимальный крутящий момент на валу кривошипа:
где- V= 1,73 - коэффициент перегрузки, зависящий от числа пазов z[1].
3.2. Проверка на прочность деталей механизма
Ролик кривошипа проверяется на прочность при изгибе:
где Ми - изгибающий момент, действующий на ролик кривошипа,
[
] – допускаемое напряжение при изгибе материала ролика (для стали 20Х, цементированной и закалённой до твёрдости HRCэ = 56-62, [ и] = 200 Н/мм2 [1]). 
где l1 = 50 мм (принято конструктивно) - расстояние от места заделки до точки приложения силы Рpmax на оси ролика кривошипа.
В нашем случае диаметр ролика (30 мм) удовлетворяет условию прочности.
Вал кривошипа проверяется на прочность при кручении:
где
кр - допускаемое напряжение при кручении для материала вала кривошипа (для стали 45, закалённой до твёрдости HRCэ = 45-55, [ кр] = 100 Н/мм2 [1]). 
В нашем случае диаметр вала кривошипа (25 мм) удовлетворяет условию прочности.
Вал креста проверяется на прочность при кручении:
где [
кр] = 100 Н/мм2 допускаемое напряжение при кручении для материала вала креста. 
Диаметр вала креста (65 мм) также удовлетворяет условию прочности.
Рабочие поверхности паза креста и ролика проверяются на контактные напряжения:
где b1 = 30 мм – толщина креста (конструктивно);
rp= 15 мм-радиус ролика кривошипа;
Е = 2∙105 Н/мм2 - модуль упругости для стали;
[
к] - допускаемое контактное напряжение (для стали 20Х, цементированной и закалённой до твёрдости HRCэ = 56-62, [ к] = 240 Н/мм2 [1]). 
Условие прочности
к (43,819) ≥ [ к] (240) - выполняется.Приложение
Список литературы
1. Автоматы и станочные комплексы: лабораторный практикум / Сост.: Н. Г. Переломов, П. П. Петков, Ю. М. Панкратов – Ленингр.: Изд-во гос. техн. ун-т, 1991. – 80 с.
2. Автоматы и автоматические линии. Ч.2 Системы управления и целевые механизмы / Под ред. Шаумяна Г. А. – М.: «Высш. школа», 1976. – 336 с.
3. ГОСТ 7872-89 - Подшипники упорные шариковые одинарные и двойные. Технические условия.