5.3 Расчет шпинделя на жесткость

Определяем прогиб Y и угол наклона в горизонтальной плоскости:

, (71)

, (72)

, (73)

где E – модуль упругости материала шпинделя, кг/мм²;

a, b, c, l – длины участков (смотри рисунок 11), мм;

F_tx – проекция окружной силы но ось OX, Н;

J – момент инерции сечения шпинделя в передней опоре, мм⁴;

R – наружный радиус шпинделя, мм;

r – внутренний радиус шпинделя, мм;

P₁ – сила резания, кг;

P_y, P_x – радиальная и вертикальная составляющие силы резания, кг.

, (74)

где E – модуль упругости материала шпинделя, кг/мм²;

a, b, c, l – длины участков (смотри рисунок 11), мм;

F_tx – проекция окружной силы но ось OX, Н;

J – момент инерции сечения шпинделя в передней опоре, мм⁴;

P₁ – сила резания, кг.

Прогиб и угол наклона шпинделя в горизонтальной плоскости изображен в соответствие с рисунком 11.

Рисунок 11 - Прогиб и угол наклона шпинделя в горизонтальной плоскости

Определяем прогиб Y и угол наклона в горизонтальной плоскости:

, (75)

где E – модуль упругости материала шпинделя, кг/мм²;

a, b, c, l – длины участков (смотри рисунок 11), мм;

F_ty – проекция окружной силы но ось OY, Н;

J – момент инерции сечения шпинделя в передней опоре, мм⁴;

P₁ – сила резания, кг.

, (76)

где E – модуль упругости материала шпинделя, кг/мм²;

a, b, c, l – длины участков (смотри рисунок 11), мм;

F_ty – проекция окружной силы но ось OY, Н;

J – момент инерции сечения шпинделя в передней опоре, мм⁴;

P₁ – сила резания, кг.

Прогиб и угол наклона шпинделя в вертикальной плоскости изображен в соответствие с рисунком 12.

Рисунок 12 - Прогиб и угол наклона шпинделя в горизонтальной плоскости

Определяем общий прогиб шпинделя:

, (77)

где Y^x – прогиб шпинделя в горизонтальной плоскости, мм;

Y^y – прогиб шпинделя в вертикальной плоскости, мм.

Допустимый прогиб шпинделя можно принять

мм

У нас , что в пределах допустимого.

Определяем допустимый угол наклона:

, (78)

где - угол наклона в горизонтальной плоскости, рад;

- угол наклона в вертикальной плоскости, рад.

Допустимый угол наклона: Q_доп 0,001 рад.

рад < 0.001 рад

5.4 Расчет подшипников

Определение коэффициента работоспособности подшипника:

, (79)

, (80)

, (81)

где Q – основная сила, Н;

n – частота вращения вала, мин^-1;

h – время работы подшипника, ч;

R – радиальная сила в опоре, Н;

К_к, К_б – коэффициенты;

R_x – реакция опоры в горизонтальной плоскости, Н;

R_y – реакция опоры в вертикальной плоскости, Н.

Подшипники на первом валу:

Время работы подшипника h=16800 часов, частота вращения n=1420 мин^-1 на первом валу.

Опора А:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=33×2 средней серии 307.

Опора B:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=33×2 средней серии 307.

Подшипники на втором валу:

Время работы подшипника h=16800 часов, частота вращения n=1136 мин^-1 на первом валу.

Опора А:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=52×2 средней серии 309.

Опора В:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=52×2 средней серии 309.

Опора С:

т. к . грузоподъемность подшипника больше расчетной, ставлю один подшипника С=41×1 средней серии 308.

Подшипники на третьем валу:

Время работы подшипника h=16800 часов, частота вращения n=811 мин^-1 на первом валу.

Опора А:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=33×2 средней серии 307.

Опора B:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=33×2 средней серии 307.

Подшипники на четвертом валу:

Время работы подшипника h=16800 часов, частота вращения n=280 мин^-1 на первом валу.

Опора А:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=39×2 средней серии 316.

Опора B:

т. к . грузоподъемность подшипника меньше расчетной, ставлю два подшипника С=92.3×2 средней серии 313.