Анализ полученных результатов.

В первую очередь оценивается суммарный прогиб валов под колесом 2 и 4:

 

;

.

 

гдеF₂ и F₄ – прогиб под колесом, приводящим вал в движение и колесом, передающим движение на следующий вал соответственно;

F2P, F2T, F4P, F4T – составляющие прогибов, получаемые по программе.

Должны удовлетворятся следующие условия:

,

где m₂, m₄ – модули зубчатых колес 2, 4.

Далее оцениваем коэффициенты запаса прочности с учетом действия касательных и нормальных напряжений обозначенных N2 и N3. Должно выполнятся условие:

N2 ³1,5…2,5

N3 ³1,5…2,5.

Выполним проверку для шестого вала:

Условия по прогибу следующие:

 мм;

 мм.

Прогиб под колесом 2:

 

,

F2P = 0,007254;

F2T = - 0,000025.

 мм.

,

 

F4P = -0,007191;

F4T = 0,000552.

 мм.

 

Таким образом

0,0073  0,06;

0,0072  0,06.

Условие по прогибу выполняется. Сравниваются коэффициенты запаса в опасных сечениях:

,

.

Коэффициенты запаса удовлетворяют требованиям

Выполним проверку для девятого вала:

В первую очередь оценивается суммарный прогиб валов под колесом 2 и 4:

 

;

.

 

гдеF₂ и F₄ – прогиб под колесом, приводящим вал в движение и колесом, передающим движение на следующий вал соответственно;

F2P, F2T– составляющие прогибов, получаемые по программе.

Должны удовлетворятся следующие условия:

,

где m₂– модули зубчатых колес 2.

Далее оцениваем коэффициенты запаса прочности с учетом действия касательных и нормальных напряжений обозначенных N2 и N3. Должно выполнятся условие:

N2 ³1,5…2,5

N3 ³1,5…2,5.

Выполним проверку для шестого вала:

Условия по прогибу следующие:

 

 мм.

 

Прогиб под колесом 2:

 

,

F2P = 0,007254;

F2T = -0,000025.

 мм.

 

Таким образом

 

0,0073  0,06.

 

Условие по прогибу выполняется. Сравниваются коэффициенты запаса в опасных сечениях:

 

.

 

Коэффициенты запаса удовлетворяют требованиям

Расчет шпиндельного узла

Определение вылета консоли шпинделя

По технической литературе [9] , исходя из максимального диаметра сверления, по ГОСТ 25557-82 выбираем 4 конус Морзе. По ГОСТ 2848-75 выписываем для данного конуса Морзе основные геометрические размеры конца шпинделя: вылета консоли – а и диаметра переднего конца шпинделя – D₁:

Для 4 конуса Морзе D₁=60мм, а=188.

Определение жесткости шпинделя

По указанию преподавателя принимаем жесткость шпинделя j _шп=20Н/мкм.

Определение диаметра шпинделя под передней опорой

По номограмме [7] ориентировочно определяем оптимальный диаметр шпинделя d _опт и коэффициент расстояния между опорами К_опт. При жесткости шпинделя j _ш = 20 Н/мкм и вылете консоли а = 188 мм, К_опт = 2,5; d_опт = 50 мм.

Расстояние между опорами шпинделя определим из соотношения:

 

 мм.

 

Выбор подшипников

По стандарту норм точности и жесткости [9] определяем радиальное биение шпинделя: Δ = 6 мкм.

 

мкм.

 

Схема биения шпинделя (векторы биения опор направлены в разные стороны)

 

Рисунок 6

 

Допускаемое радиальное биение подшипников передней опоры можно определить по формуле:

 

,

 

Где Δ – допускаемое радиальное биение переднего конца шпинделя, Δ = 6 мкм;

а – вылет консоли шпинделя, а = 188 мм;

b – расстояние между опорами шпинделя, b = 470 мм;

 мкм.

Допускаемое радиальное биение подшипников задней опоры:

 

,

.

 

По радиальному биению дорожки качения внутреннего кольца подшипника [15] подбираем класс точности подшипников:

– для передней опоры – класс точности 2, δ_А = 2,5 мкм;

– для задней опоры – класс точности 4, δ_В = 5 мкм.

Поскольку точность подшипника в передней опоре меньше требуемой, необходимо применить специальную сборку. Для этого измеряется биение всех подшипников шпинделя, в месте максимального биения ставится отметка на торце кольца. Шпиндель собирают так, чтобы векторы биения в опорах были направлены в одну и ту же сторону.

Схема биения шпинделя (векторы биения опор направлены в одну сторону)

Рисунок 7

 

В этом случае биение можно определить по формуле:

 

,

 

гдеδ_А – радиальное биение подшипников передней опоры, δ_А = 2,5 мкм;

δ_В – радиальное биение подшипников задней опоры, δ_В = 5 мкм;

m_А – число подшипников в передней опоре, m_А = 3;

m_В – число подшипников в задней опоре, m_В = 2;

а – вылет консоли шпинделя, а = 188 мм;

b – расстояние между опорами шпинделя, b = 470 мм;

 

мкм.

 

Полученное биение не превышает допустимой погрешности опор.

 

4. Краткое описание станка в целом и подробное описание конструкции привода подач

 

Вертикально-сверлильный станок предназначен для выполнения операций сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования, развёртывания отверстий в различных деталях, а также для торцевания и нарезания резьб машинными метчиками в условиях индивидуального и серийного производства. На станке обрабатываются детали сравнительно небольших размеров и веса.