Исследование валикокольцевых механизмов

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

  • ОГЛАВЛЕНИЕ
  • ВВЕДЕНИЕ 2
  • II. Исследование валикокольцевых механизмов 3
    • 2.1. Классификация механизмов раскладки 3
    • 2.2. Анализ схем валикокольцевых механизмов 15
    • 2.3. Синтез валикокольцевого механизма по схеме вал-кольца (BRD) 40
  • III. Технологическая часть 44
    • 3.1. Описание конструкции и назначения детали. Техконтроль технологичности конструкции. 44
    • 3.2. Определение типа производства. Расчет количества деталей в партии. 44
    • 3.3. Технико-экономическое обоснование выбранного маршрута обработки. 46
    • 3.4. Специальная часть. Выглаживание. 47
    • 3.5. Расчет припусков. 51
    • 3.6. Расчет элементов режима резания и основного времени 56
    • 3.7. Расчет технической нормы времени 60
    • 3.8. Расчет технологической операции на точность 61
    • 3.9. Необходимое количество оборудования по операциям, коэффициенты его загрузки, использование по основному времени и по мощности 62
    • 3. 10. Окончательный расчет себестоимости детали 63
  • IV. Экономическая часть 64
    • 4.1. Введение 64
    • 4.2. Исходные данные 64
    • 4.3. Калькуляция технологической себестоимости изделия 65
  • V. ОХРАНА ТРУДА… 75

ВВЕДЕНИЕ

Механизм раскладки предназначен для равномерной рядовой укладки кабеля (провода) или его элементов вдоль приемного барабана или катушки. Возвратно-поступательное движение раскладчика может осуществляться посредством различных приводных механизмов. Большое распространение в качестве привода получили валикокольцевые механизмы, благодаря своей простоте, надежности, точности выполнения раскладки.

В литературных источниках, посвященных анализу различных схем валикокольцевых механизмов [ ] каждый из авторов отдает предпочтение своей конструкции, не проводя сравнение с другими или проводя без учета различных факторов.

Необходимо объективное сравнение схем валикокольцевых механизмов, используя в комплексе различные факторы, влияющие на их нагрузочную способность.

Перед конструктором, занимающимся проектированием валикокольцевых механизмов, ставится цель — создать механизм, который бы обеспечивал заданное осевое усилие Ps, выполняя заданный закон перемещения, и имел бы при этом минимальные габариты.

II. Исследование валикокольцевых механизмов

2.1. Классификация механизмов раскладки

В настоящее время для открытых намоток известны механизмы раскладки, отличающиеся своей кинематической связью со шпинделем намоточного станка или с приемным устройством кабельной машины. Эти механизмы можно разделить на три вида:

1) с жесткой кинематической связью;

2) без кинематической связи (независимые);

3) с гибкой кинематической связью.

Из них на практике применяют лишь первый и третий виды, второй вид механизмов применяют очень редко. На листе 1 графического материала приведена классификация наиболее распространенных механизмов раскладки для открытой намотки по указанным признакам.

1) Раскладчики станков для открытой намотки, имеющие жесткую кинематическую связь со шпинделем станка:

а) кулачковый механизм (Лист 1 рис. 1)

Такой раскладчик выполняет функции раскладки и реверса. От кулачка 1 в движение приводится кулиса 2, которая перемещает раскладчик 5. Длина намотки регулируется перемещением сухаря 3, микрометрическим винтом 4, а ее шаг — изменением передаточного отношения между шпинделем станка и кулачком 1 с помощью сменных зубчатых колес.

б) винтовой механизм (Лист 1 рис. 2)

Механизм раскладчика 2 имеет комбинированное движение, состоящее из вращения ходового винта и перемещения его с помощью кулисы 3, получающей движение от другого ходового винта 18 посредством упора в 19.

Таким образом, осуществлена комбинация ступенчатой регулировки шага с помощью сменных зубчатых колес в кинематической цепи, связывающей шпиндель с раскладчиком, и плавной регулировкой шага внутри этих ступеней кулисным механизмом.

От шпинделя с помощью зубчатых колес 9 и 8, связанных сменными зубчатыми колесами, движение сообщается колесам 10 и 13 соответственно сцепленным с зубчатыми колесами 7 и 5, свободно сидящими на ходовом винте 1 и заклиниваемыми на нем муфтой 6 механизма реверса. Зубчатые колеса 13 и 5 зацепляются через паразитное колесо и поэтому зубчатые колеса 5 и 7 вращаются в разные стороны. Через зубчатые колеса 4, 15, 16, 17, 11, 12 вращение сообщается гайке 14 ходового винта 18, несущего на себе нижний шарнир упоров 19 кулисы.

Верхний шарнир кулисы 3 охватывает винт 1, и при движении кулисы, которая качается относительно корпуса 22, ходовой винт 1 получает дополнительное перемещение. Это дополнительное перемещение регулируется путем изменения соотношения плеч кулисы с помощью винта 21 маховичком 20.

в) реечный механизм (Лист 1 рис. 3)

От приводного вала 3, получающего вращательное движение непосредственно от шпинделя станка, движение сообщается зубчатому колесу 4, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 2 и через паразитное зубчатое колесо 5 с зубчатым колесом 7.

На одном валу с зубчатым колесом 2 и 7 соответственно, свободно сидят сцепленные с рейкой 8 зубчатые колеса 1 и 6. Каждое из зубчатых колес 2 и 7 несет на себе по 25 подпружиненных штырьков, в находящихся с ними на одной оси зубчатых колес 1 и 6 имеются соответствующие этим штырькам и соосные с ними отверстия (по 24).

Поскольку зубчатые колеса 2 и 7 постоянно вращаются, то стоит одному из зубчатых колес 1 или 6 быть соединенному с помощью одного штырька с зубчатым колесом 2 или 7, как это зубчатое колесо получает вращательное движение и заставляет перемещаться рейку 8 с закрепленным на ней раскладчиком 16. Если взамен одного из зубчатых колес (свободного от штырька) 1 или 6 штырек соединит другое зубчатое колесо, то движение рейки и раскладчика будет реверсироваться в другую сторону. На рейке 8 закреплены раскладчик 16 и вилка 15. Упоры 14, положение которых определяется заданной длиной укладываемого ряда витков, закрепляются на тяге 17. Когда вилка доходит дт одного из этих упоров, она перемещает тягу 17 механизма реверса. Тяга своим центральным пазом перемещает рычаг 10, снабженный пружиной 11. Верхний конец рычага 10 связан с тягой 13, которая в крайних положениях неподвижно фиксируется собачками. При перемещении тягача 10 по оси 9 в крайнее положение потенциальная энергия взведенной пружины 11 переносит тягу 13 в новое положение. Тяга 13 взаимодействует с двумя рычагами 12 и при изменении ее положения один из рычагов поднимается, другой опускается. Поднимаясь, рычаг освобождает соответствующее зубчатое колесо 1 или 6 от штырька, соединяющего его с зубчатым колесом, расположенным под ней, а опускаясь, соединяет этим штырьком другое зубчатое колесо с соответствующим ему колесом. Этим и достигается реверсирование перемещения раскладчика.

Недостатком раскладчиков, имеющих жесткую кинематическую связь со шпинделем станка, является ступенчатая регулировка шага намотки изделия, которая не обеспечивает высокой точности воспроизведения необходимого шага раскладки изделия. Ступенчатая регулировка шага требует большого количества сменных зубчатых колес или кулачков для получения различных шагов раскладки в широком диапазоне для разных кабельных изделий. В винтовом механиз ме раскладки хотя и предусмотрена плавная регулировка шага кулисным механизмом, все же требуется перестановка зубчатых сменных колес. Главная регулировка шага кулисным механизмом требует дополнительных затрат времени для настройки на шаг. Кинематические цепи механизмов раскладки и реверса, имеющих жесткую кинематическую связь со шпинделем станка, довольно длинны, что отрицательно сказывается на точности намотки и надежности механизма раскладки.

2) Раскладчики без кинематической связи (независимые) со шпинделем станка:

а) штанговый (Лист 1, рис. 4).

Штанговый абсолютно независимый раскладчик отличается тем, что кинематически совершенно не связан с механизмом станка и может быть пристроен к любому станку для рядовой намотки. Раскладка здесь осуществляется путем притормаживания стержня, связанного с наматываемым проводом и перемещаемого им по мере укладки каждого нового витка обмотки.

Натяжное устройство со спиральной пружиной несет на себе бобину с запасом провода и создает его натяжение. Свободный участок провода проходит внутри легкой трубки раскладчика, огибая ролики, и через наконечник попадает на оправу. Провод заводится внутрь трубки сквозь продольную прорезь в ней. Нижний конец штангового раскладчика шарнирно закреплен в основании, благодаря чему трубка может свободно качаться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях параллельно оси вращения шпинделя и перпендикулярно к этой оси. Наконечник также шарнирно соединен с верхним концом трубки и может поворачиваться вокруг оси ролика в плоскости, перпендикулярной оси вращения шпинделя. В обойме, закрепленной на трубке снаружи, имеется свободно вращающийся ролик, ось вращения которого перпендикулярна оси шпинделя станка. Этот ролик катится пот торцу поворотной планки. Планка поворачивается на необходимый угол (относительно своей оси, закрепленной на столе станка) в плоскости, параллельной шпинделю станка, и фиксируется в заданном положении. Таким образом, в процессе намотки натянутый провод наматывается на оправу и каждый его виток, соскальзывая с предыдущего, перемещает штанговый раскладчик, который своим роликом катится вверх по наклонной плоскости торца планки и тем самым притормаживает провод при укладке. Если трение между роликом и планкой изменяется за счет изменения угла поворота планки, то провод наматывается с соответствующим этому трению шагом. Здесь шаг укладки зависит от угла поворота планки. Для реверсирования движения раскладчика на торце планки имеются два переставных упора, расстояние между которыми определяет длину намотки. Упоры несут на себе концевые выключатели. Когда в конце намотки штанга коснется выключателя, последний срабатывает и включает электромагнит, поворачивающий планку так, чтобы угол подъема ее в отношении оси вращения каркаса становится строго противоположным первоначальному, и раскладчик начинает двигаться в противоположном направлении.

б) пневмогидравлический раскладчик (Лист 1, рис. 5)

Одним из независимых раскладчиков является пневмогидравлический раскладчик. Привод шпинделя 1 и раскладчика 2 осуществляется от магистрали сжатого воздуха через редуктор, настраиваемый на давление, меньшее, чем в магистрали, и предохраняющий таким образом станок от перепадов давления. Вращение шпинделя осуществляется ротационным пневматическим двигателем, а движение раскладчика — пневмоцилиндром двойного действия.

Сжатый воздух от редуктора Р одновременно поступает в оба эти двигателя через дроссель Д, таким образом изменяя число оборотов шпинделя, одновременно изменяют и скорость перемещения раскладчика. Помимо этого движение раскладчика регулируется вторым дросселем 4, служащим для бесступенчатой регулировки шага намотки в широких пределах. Движение раскладчика сообщается попеременно штоками 8, 10 пневматического цилиндра. Эти штоки входят в жидкость гидравлических демпферов 9 и 7 и заставляют соответствующий поршень 13, 14 перемещать свой шток 8 или 10 в направлении движения штанги 11 раскладчика со скоростью, меньшей, чем скорость движения штоков 6, 5, во столько раз, во сколько диаметр этих штоков меньше диаметров поршней 13, 14.

Реверсирование направления движения штанги 11 раскладчика производится с помощью передвижных упоров 12, снабженных концевыми выключателями 1К и 2К, переключающими электромагнит Э, а вместе с ним и золотник распределительного пневматического крана 3.

Функцию синхронизации механизмов вращения и движения раскладчика выполняет дроссель Д, питающий механизм вращения шпинделя и движения раскладчика. По существу рассмотренная выше схема отнесена к независимым схемам раскладчиков до некоторой степени условно, так как зависимость здесь существует, только выполняется она непривычными для намоточных станков элементами пневмопровода.

Независимые раскладчики на практике применяются очень редко. Явление самоукладки — сложное явление, требующее соблюдения специфических условий, например, изолированность механизма раскладки от случайных толчков и ударов, вибраций, что очень сложно на современном производстве. Пневмогидравлический раскладчик тоже не получил широкого распространения из-за своей относительной сложности, больших габаритов.

в) раскладчики с гибкой кинематической связью со шпинделем станка:

· фрикционный (Лист 1, рис. 6)

На валу ротора электродвигателя 1, который одновременно служит и шпинделем станка, закреплен диск 2. Второй диск 5 большего диаметра перемещается в осевом направлении под воздействием пружины 6. Между торцами этих двух дисков расположен свободно вращающийся ролик 4, положение которого относительно оси диска 5 можно изменить с помощью маховичка 3, вращающего винт, связанный с кареткой 12, на которой закреплен ролик 4. Изменяя место контакта ролика с диском 5, изменяют число оборотов диска, а следовательно и скорость вращения вала 7, на котором он закреплен. Этим и достигается регулирование величины шага намотки. Продолжением вала 7 служит ходовой винт, связанный с гайкой 11, расположенной на раскладчике 13, так что при вращении винта раскладчик осуществляет рабочее перемещение. Реверсирование перемещения раскладчика осуществляется следующим образом: второй ходовой винт 10 связан с первой парой зубчатых колес, из которых колесо 8 закреплено на валу 7, а колесо 9 — на ходовом винте 10. Таким образом, во время работы станка оба ходовых винта 7 и 10 вращаются во взаимно противоположных направлениях. Две полугайки, принадлежащие раскладчику 13, попеременно соединяются то с валом 7, то с валом 10; их переключение происходит при соприкосновении с одним из двух упоров, располагаемых на расстоянии длины ряда обмотки. В зависимости от того, с каким из винтов связан в данный момент раскладчик, происходит его перемещение вправо или влево.

· Фрикционный валикокольцевой с наружным прижимным роликом (в дальнейшем этот механизм будем обозначать «схема вал-ролик» или «схема US» — так как этот механизм был впервые использован в американских кабельных машинах) (Лист 1, рис. 7)

Валикокольцевой механизм с наружным прижимным роликом состоит из валика 1, к которому при помощи пружины 4 прижимается фрикционный ролик 2, установленный в каретке 3, на которой закреплен раскладчик 6. В процессе вращения валика 1 можно менять угол установки ролика В путем поворота оси каретки 5 и тем самым изменять скорость перемещения каретки V1 при неизменной скорости вращения валика V (рис. 1).

Передаточное отношение такого механизма без учета относительного скольжения контактирующих тел будет равно (стр. 23 добавить)

Рис. 1.

Этот механизм довольно прост по конструкции, имеет минимальный износ (трения качения), относительно высокий КПД и позволяет легко регулировать даже на ходу скорость возвратно-поступательного движения каретки. Реверс механизма осуществляется простыми по конструкции переключающими устройствами, изменяющими угол на угол строго противоположный первоначальному без реверса валика.

Основной недостаток этого механизма — незначительное осевое усилие, передаваемое кареткой, которое пропорционально усилию прижима Р контактирующих тел и коэффициенту трения, и большие нагрузки на опоры валика, вызванные усилием прижима ролика.

· Фрикционный валикокольцевой механизм с тремя кольцами — шарикоподшипниками (в дальнейшем этот механизм будем обозначать «схема вал-кольца» или «схема BRD» — так как этот механизм был впервые использован в западногерманских кабельных машинах) (Лист 1, рис. 8).

Валикокольцевой механизм с тремя кольцами-шарикоподшипниками состоит из валика 1, охватываемого тремя кольцами-шарикоподшипниками 2, которые кинематически связаны между собой зубчатыми колесами3, установленными в каретке 6. На каретке закреплен раскладчик 7. При помощи двух винтов 5 и планки 4 создается прижимное усилие Р в результате чего средний шарикоподшипник давит на валик сверху, а два других снизу. Наличие трех колец-шарикоподшипников в механизме позволяет полностью разгрузить опоры валика от действия усилий.

Для возможности разворота колец на валике отверстия во внутренних кольцах шарикоподшипников изготавливаются не цилиндрическими, а скругленными по радиусу r1, называемый «оливажем».

При повороте среднего подшипника на угол, два других также поворачиваются на угол, но в противоположные стороны. При угле =0 и вращающемся валике каретка с кольцами стоит на месте. Максимальный угол разворота зависит от соотношений радиуса валика r и радиусов R и r1.

R — радиус отверстия внутреннего кольца шарикоподшипника, r1 — радиус скругления внутреннего кольца шарикоподшипника (радиус оливажа).

Фрикционная передача с кольцами отличается простотой устройства и изготовления. Кольца изготовляют из подшипников путем доработки.

Усилие подачи Рs зависит от силы, с которой кольца прижимаются к валу. При исполнении привода, как это показано на листе 1, рис. 8, среднее кольцо прижимается с силой Р, крайнее — с силой Р/2. Поэтому, где — коэффициент трения.

· Фрикционный валикокольцевой механизм с роликами, расположенными внутри полого вала (лист 1, рис. 9)

Этот механизм работает по тому же принципу, что и предыдущие два валикокольцевых механизма. Отличие его заключается лишь в том, что каретка с роликами помещена внутри полого валика. Положительным качеством такого механизма является отсутствие выступающих частей. Но ему присущ и серьезный недостаток — трудность регулировки силы прижима роликов к трубе. На практике такой механизм почти не используется.

Возможности применения валикокольцевых механизмов очень многообразны. Практически эти механизмы можно применить во всех устройствах, где требуется превращение вращательного движения в возвратно-поступательное.

Такие механизмы применяются в многочисленных механизмах раскладки, в приводе вертикальной подачи сверлильного станка, счетно-решающих приборах, эвольвентомерах, каретках самописцев и пр.

Валикокольцевые механизмы имеют следующие преимущества перед соосными винтовыми, зубчатыми и кулачковыми механизмами:

— возможность осуществления на ходу бесступенчатого регулирования скорости перемещения каретки, т. е. передаточного отношения;

— возможность выполнения разнообразных функциональных зависимостей, так как движение каретки может происходить по любому закону с помощью дополнительных устройств;

— возможность реверсирования движения каретки без реверса валика;

— возможность регулирования усилия, передаваемого кареткой или валиком;

— бесшумность в работе.

Область применения валикокольцевых механизмов настолько обширна, что они находят применение в приборных механизмах и в тяжелом машиностроении. Так, например, эти механизмы устанавливаются в хвостовой части лентопрокатных станков и выполняют функции лентоводителей для крестовидной намотки стальной ленты.

Валикокольцевые механизмы просты по конструкции, имеют незначительный износ (трения качения), относительно высокий КПД.

· Раскладчик с импульсным перемещением (лист 1, рис. 10)

На шпинделе станка закреплен диск 1, имеющий по периметру требуемое число выступов 2, которые замыкают цепь питания электромагнита 5, вследствие чего сердечник 6 перемещается и поворачивает обгонную муфту 7 в сторону ее рабочего хода. Муфта поворачивает на заданный угол червяк 8 и находящееся с ним в зацеплении червячное колесо 9, на одной оси с которым рифленый ролик 10. Ролик вращается в пазу вилки 11, шарнирно связанной со штангой 13, перемещающей раскладчик 14. Если в верхний электромагнит 15 подается электрическое напряжение, то верхний зуб вилки 11 прижимается к поверхности ролика 10 и за счет силы трения заставляет вилку, а вместе с ней и укладчик равномерно перемещаться в сторону направления вращения ролика. Как только упор 12 нажмет на один из концевых выключателей К1 и К2, управляющих электромагнитами 15, вилка 11 прижимается нижним или верхним зубом и при неизменном направлении движения ролика укладчик начинает перемещаться в прямом или обратном направлении. Регулировка шага здесь осуществляется весьма просто с помощью регулировочного микрометрического винта 3 через пружину 4, противодействующую сердечнику 6 электромагнита и изменяющую его ход, а следовательно, и угол поворота обгонной муфты 7. В зависимости от количества выступов 2 на диске 1 перемещения на заданный шаг обмотки могут быть соответственно расчленены по величине и на один оборот каркаса могут совершаться столько раз, сколько этих выступов на диске. Это уменьшает величину импульса и практически приводит к равномерной по углу подъема витка укладке.

Такой метод выполнения механизма раскладки позволяет широко, бесступенчато и быстро регулировать шаг укладки, значительно упрощает механизм раскладки и реверса.

Раскладчики, имеющие гибкую кинематическую связь со шпинделем станка, имеют важные преимущества перед раскладчиками других видов. Они позволяют бесступенчатое регулирование величины шага намотки, который может перестраиваться даже в процессе намотки. Эти механизмы бесшумные в работе, просты по конструкции, надежны, точно воспроизводят заданный шаг раскладки.

2.2. Анализ схем валикокольцевых механизмов

Известны три схемы конструктивного выполнения валикокольцевых механизмов:

— вал-ролики (US)

— вал-кольца (BRD)

— пустотельный вал-ролики

Необходимо провести объективное сравнение данных схем, используя в комплексе все факторы, влияющие на нагрузочную способность и определить область их практического применения в раскладчиках кабельных изделий.

Так как схема пустотельный вал-ролики из-за своих конструктивных недостатков малопригодна в кабельной технике, данную конструкцию рассматривать не будем.

Анализ схем вал-ролики и вал-кольца проведем по следующим критериям:

1. Габариты механизма. Во многих случаях практического использования валикокольцевых механизмов (раскладчики различных типов, механизмы кареток измерительных приборов и т. д.) габариты механизма стремятся уменьшить с целью снижения веса подвижных частей, а значит и уменьшения инерционных нагрузок, оказывающих влияние на погрешность выполняемого механизмом закона, особенно во время смены направления движения валикокольцевого механизма (реверс механизма).

2. Осевое усилие, передаваемое механизмом, которое прямопропорционально его нагрузочной способности.

Введем следующие обозначения:

r — радиус вала;

R — для схемы US это радиус наружного кольца шарикоподшипника (ролика), а для схемы BRD — радиус отверстия внутреннего кольца шарикоподшипника;

r1 — радиус скругления внутреннего кольца шарикоподшипника (радиус оливажа);

— угол поворота ролика или кольца.

Для облегчения сравнения введем относительные величины:

и

Сравнение ведем в следующих диапазонах:

Сравнение габаритов валикокольцевых механизмов

Оценим габариты одной из основных частей механизма — однорядного шарикоподшипника. Рассчитаем размер вдоль вала валикокольцевого механизма (величину С), занимаемой половиной шарикоподшипника при повороте его на угол. Из рис. 2 следует, что

С = С1 + С2 (1)

(2)

(3)

где

Рис. 2. К расчету габарита шарикоподшипника

После подстановки (2) и (3) в выражение (1) получим:

,

где

Рассчитаем теперь габариты валикокольцевого механизма по схеме вал-кольца:

Рис. 3. К расчету габарита схемы вал-кольца (BRD)

Примем R (рис. 3), тогда получим

(5)

(6)

(7)

Перемножая (6), (7) и (8) получим габарит занимаемый схемой вал-кольца:

(8)

Рассчитаем габарит схемы вал-ролики:

Рис. 4. К расчету габарита схемы вал-ролики (US)

(9)

(10)

Перемножив (9) и (10) получим габарит схемы вал-ролики:

(11)

Производим сравнение габаритов схем (8) и (11). Принимая r = 1 и отбрасывая в каждой зависимости одинаковые сомножители, получаем:

(12)

(13)

Задаваясь значениями a, вычисляем габарит механизмов, результаты вычисления сводим в табл. 1 и строим графики на рис. 5.

Таблица 1.

Вычисление габаритов схем валикокольцевых механизмов (ВКМ)

a

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

-

-

-

-

-

-

216,72

242,88

270,48

299,52

330

361,92

395,28

430,08

25,12

30,40

36,17

42,45

49,24

56,52

60,35

64,31

68,39

72,60

76,93

81,39

85,97

90,68

Из табл. 1 и рис. 5 видим, что габарит схемы вал-кольца значительно выше, чем схемы вал-ролики.

Сравнение по осевому усилию, передаваемому механизмом

Максимальная сила прижима ролика или кольца к валу определяется по формуле:

кг (14) [ ]

где ,

Е1, Е2 — модуль упругости контактирующих тел.

Для стали Е = 2,12*106 кг/см2

— допустимая величина контактного напряжения смятия

— приведенный радиус кривизны

(15)

— величины, обратные радиусам главных кривизн в плоскостях I и II вала в точке касания;

— величины, обратные радиусам главных кривизн в плоскостях I и II ролика (кольца) в точке касания;

и — коэффициенты, являющиеся функциями эмпирических интегралов, определяемые по величине

(16)

где — угол между соответствующими плоскостями главных сечений обоих соприкасающихся тел ().

где — привиденный радиус кривизны при условии r = 1.

[]П и зависят от выбора материала контактирующих тел и являются величинами cons1, поэтому сравнивать схемы вал-колца и вал-ролики на максимальное усилие прижима будем по величине.

Рассчитаем приведенные радиусы кривизны для схем вал-кольца (BRD) по формуле (17):

при r = 1

(17)

Рассчитаем приведенные радиусы кривизны для схем вал-ролики (US) по формуле (18):

при r = 1

(18)

Значения для схем ВКМ сведем в табл. 2.

Таблица 2.

Единичные приведенные радиусы кривизны для схем BRD и US.

а

b = 0. 5

b = 1. 0

b = 1. 5

b = 2. 0

b = 2. 5

b = 3. 0

0. 50

0. 60

0. 70

0. 80

0. 90

1. 00

1. 05

1. 10

1. 15

1. 20

1. 25

1. 30

1. 35

1. 40

-

-

-

-

-

-

0. 488

0. 478

0. 469

0. 462

0. 455

0. 448

0. 443

0. 438

-

-

-

-

-

-

0. 955

0. 917

0. 885

0. 857

0. 833

0. 813

0. 794

0. 778

-

-

-

-

-

-

1. 400

1. 320

1. 255

1. 200

1. 154

1. 114

1. 080

1. 050

-

-

-

-

-

-

1. 826

1. 692

1. 586

1. 500

1. 429

1. 368

1. 317

1. 273

-

-

-

-

-

-

2. 234

2. 037

1. 885

1. 765

1. 667

1. 585

1. 517

1. 458

-

-

-

-

-

-

2. 625

2. 357

2. 156

2. 000

1. 875

1. 773

1. 688

1. 615

0. 333

0. 375

0. 412

0. 444

0. 474

0. 500

0. 512

0. 524

0. 535

0. 546

0. 556

0. 565

0. 574

0. 583

Выведем по формуле (16) для относительных величи, а и b для схем BRD и US.

Для схемы US:

(19)

Для схемы BRD:

(20)

Задаваясь значениями a, b и =В по формулам (19) и (20) вычислим значения для схем US и BRD, затем по значениям найдем коэффициенты и по таблицам 5, 6 и, наконец, найдем значения для схем ВКМ.

а) Зададимся = В = 00.

при = В = 00: = 1 и — неопределенность. Контакт линейный.

Для схем BRD формулу (20) упростим для данного случая = В = 00:

(21)

Знак «+» при ab > a+b

и «-» при ab < a+b

Значение рассчитываем для схемы BRD при = В = 00 по формуле (21) и сводим в табл. 3.

Таблица 3.

Значения при = В = 00

а

при = В = 00

b = 0,5

b = 1,0

b = 1,5

b = 2,0

b = 2,5

b = 3,0

  • 1,05
  • 1,10
  • 1,15
  • 1,20
  • 1,25
  • 1,30
  • 1,35

1,40

  • 0,9535
  • 0,9130
  • 0,8776
  • 0,8462
  • 0,8182
  • 0,7931
  • 0,7705

0,7500

  • 0,9091
  • 0,8333
  • 0,7692
  • 0,7143
  • 0,6667
  • 0,6250
  • 0,5882

0,5556

  • 0,8667
  • 0,7600
  • 0,6727
  • 0,6000
  • 0,5385
  • 0,4857
  • 0,4400

0,4000

  • 0,8261
  • 0,6923
  • 0,5862
  • 0,5000
  • 0,4286
  • 0,3684
  • 0,3171

0,2727

  • 0,7872
  • 0,6296
  • 0,5082
  • 0,4118
  • 0,3333
  • 0,2683
  • 0,2135

0,1667

  • 0,7500
  • 0,5714
  • 0,4375
  • 0,3333
  • 0,2500
  • 0,1818
  • 0,1250

0,0769

  • По значениям находим по таблицам (5, 6) и сводим в табл. 4.
  • Таблица 4.

Значения при = В = 00

а

при = В = 00

b = 0,5

b = 1,0

b = 1,5

b = 2,0

b = 2,5

b = 3,0

  • 1,05
  • 1,10
  • 1,15
  • 1,20
  • 1,25
  • 1,30
  • 1,35

1,40

  • 1,655
  • 1,465
  • 1,370
  • 1,311
  • 1,269
  • 1,239
  • 1,215

1,197

  • 1,452
  • 1,291
  • 1,214
  • 1,169
  • 1,137
  • 1,115
  • 1,095

1,084

  • 1,347
  • 1,206
  • 1,141
  • 1,102
  • 1,079
  • 1,062
  • 1,050

1,039

  • 1,281
  • 1,153
  • 1,094
  • 1,067
  • 1,047
  • 1,033
  • 1,024

1,018

  • 1,233
  • 1,117
  • 1,069
  • 1,042
  • 1,027
  • 1,017
  • 1,010

1,006

  • 1,197
  • 1,089
  • 1,049
  • 1,027
  • 1,014
  • 1,007
  • 1,004

1,002

Используя табл. 2 и 4 находим и сводим в табл. 5 и рис. 6

Таблица 5.

Значения при = В = 00

а

при = В = 00

b = 0,5

b = 1,0

b = 1,5

b = 2,0

b = 2,5

b = 3,0

  • 1,05
  • 1,10
  • 1,15
  • 1,20
  • 1,25
  • 1,30
  • 1,35

1,40

  • 1,080
  • 0,718
  • 0,566
  • 0,481
  • 0,423
  • 0,382
  • 0,352

0,329

  • 2,792
  • 1,809
  • 1,401
  • 1,173
  • 1,020
  • 0,916
  • 0,828

0,771

  • 4,790
  • 3,056
  • 2,340
  • 1,927
  • 1,673
  • 1,486
  • 1,350

1,237

  • 7,009
  • 4,388
  • 3,294
  • 2,733
  • 2,344
  • 2,063
  • 1,862

1,710

  • 9,355
  • 5,783
  • 4,341
  • 3,524
  • 3,010
  • 2,643
  • 2,371

2,164

  • 11,818
  • 7,175
  • 5,366
  • 4,333
  • 3,665
  • 3,210
  • 2,884

2,624

а) Зададимся = В = 50.

По формулам (19) и (20) рассчитаем и при = В = 50. Значения сведем в табл. 6.

Таблица 6.

Значения и при = В = 50.

а

при = В = 50

при = В = 50

b = 0,5

b = 1,0

b = 1,5

b = 2,0

b = 2,5

b = 3,0

  • 0,50
  • 0,60
  • 0,70
  • 0,80
  • 0,90
  • 1,00
  • 1,05
  • 1,10
  • 1,15
  • 1,20
  • 1,25
  • 1,30
  • 1,35

1,40

  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • 0,9646
  • 0,9240
  • 0,8884
  • 0,8569
  • 0,8289
  • 0,8037
  • 0,7810

0,7605

  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • 0,9383
  • 0,8621
  • 0,7976
  • 0,7424
  • 0,6946
  • 0,6528
  • 0,6159

0,5832

  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • 0,9206
  • 0,8130
  • 0,7253
  • 0,6524
  • 0,5910
  • 0,5386
  • 0,4934

0,4542

  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • 0,9108
  • 0,7758
  • 0,6696
  • 0,5841
  • 0,5141
  • 0,4560
  • 0,4073

0,3663

  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • 0,9082
  • 0,7493
  • 0,6288
  • 0,5350
  • 0,4609
  • 0,4016
  • 0,3540

0,3159

  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • -
  • 0,9120
  • 0,7323
  • 0,6011
  • 0,5029
  • 0,4284
  • 0,3719
  • 0,3295

0,2683

  • 0,9966
  • 0,9964
  • 0,9963
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9962
  • 0,9963
  • 0,9963

0,9963

  • По значениям и из табл. 6 найдем выражения и сведем в табл. 7
  • Таблица 7.
  • Значения и при = В = 50.
  • а

    при = В = 50.

    при = В = 50

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 0,50
    • 0,60
    • 0,70
    • 0,80
    • 0,90
    • 1,00
    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,746
    • 1,504
    • 1,395
    • 1,329
    • 1,285
    • 1,251
    • 1,226

    1,207

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,567
    • 1,338
    • 1,244
    • 1,190
    • 1,155
    • 1,128
    • 1,110

    1,093

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,492
    • 1,263
    • 1,177
    • 1,128
    • 1,097
    • 1,079
    • 1,065

    1,053

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,463
    • 1,221
    • 1,139
    • 1,093
    • 1,071
    • 1,054
    • 1,041

    1,033

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,450
    • 1,196
    • 1,117
    • 1,078
    • 1,055
    • 1,040
    • 1,031

    1,024

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,461
    • 1,181
    • 1,102
    • 1,068
    • 1,047
    • 1,034
    • 1,027

    1,022

    • 2,736
    • 2,706
    • 2,692
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,678
    • 2,692
    • 2,692

    2,692

    Используя табл. 2 и табл. 7 находим и и сводим в табл. 8 и рис. 7.

    Таблица 8.

    Значения при = В = 50.

    Какая-то фигня, таблица перечеркнута (на стр. 48)

    в) Зададимся = В = 100.

    По формулам (19) и (20) рассчитаем и при = В = 100. Значения сведем в табл. 9.

    Таблица 9.

    Значения и при = В = 100.

    а

    при = В = 100.

    при = В = 100

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 0,50
    • 0,60
    • 0,70
    • 0,80
    • 0,90
    • 1,00
    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 0,9970
    • 0,9560
    • 0,9200
    • 0,8881
    • 0,8597
    • 0,8343
    • 0,8114

    0,7907

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 0,9423
    • 0,8765
    • 0,8202
    • 0,7715
    • 0,7290
    • 0,6917

    0,6586

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 0,9533
    • 0,8627
    • 0,7877
    • 0,7249
    • 0,6715
    • 0,6258

    0,5862

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 0,9829
    • 0,8714
    • 0,7822
    • 0,7097
    • 0,6499
    • 0,6001

    0,5582

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 0,8958
    • 0,7955
    • 0,7164
    • 0,6530
    • 0,6018

    0,5600

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 0,9360
    • 0,8210
    • 0,7369
    • 0,6715
    • 0,6201

    0,5793

    • 0,9865
    • 0,9858
    • 0,9853
    • 0,9850
    • 0,9849
    • 0,9848
    • 0,9848
    • 0,9848
    • 0,9849
    • 0,9849
    • 0,9850
    • 0,9851
    • 0,9851

    0,9852

    По значениям и из табл. 9 найдем выражения и сведем в табл. 10.

    Таблица 10.

    Значения и при = В = 100.

    а

    при = В = 100.

    при = В = 100

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 0,50
    • 0,60
    • 0,70
    • 0,80
    • 0,90
    • 1,00
    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 2,800
    • 1,672
    • 1,490
    • 1,394
    • 1,334
    • 1,292
    • 1,261

    1,237

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,586
    • 1,368
    • 1,272
    • 1,217
    • 1,179
    • 1,153

    1,132

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,654
    • 1,339
    • 1,233
    • 1,176
    • 1,140
    • 1,115

    1,094

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 2,010
    • 1,357
    • 1,228
    • 1,166
    • 1,127
    • 1,102

    1,085

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,416
    • 1,241
    • 1,171
    • 1,129
    • 1,103

    1,086

    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • -
    • 1,532
    • 1,274
    • 1,185
    • 1,140
    • 1,112

    1,091

    • 2,131
    • 2,086
    • 2,066
    • 2,060
    • 2,056
    • 2,052
    • 2,052
    • 2,052
    • 2,056
    • 2,056
    • 2,060
    • 2,062
    • 2,062

    2,064

    Пользуясь табл. 2 и табл. 10 находим и сводим в табл. 11 и рис. 8.

    Таблица 11.

    Значения при = В = 100.

    а

    при = В = 100

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 5,228
    • 1,068
    • 0,728
    • 0,578
    • 0,491
    • 0,433
    • 0,394

    0,363

    • -
    • 3,355
    • 2,005
    • 1,512
    • 1,251
    • 1,083
    • 0,966

    0,878

    • -
    • 7,884
    • 3,781
    • 2,699
    • 2,166
    • 1,839
    • 1,617

    1,444

    • -
    • 23,248
    • 6,286
    • 4,167
    • 3,237
    • 2,679
    • 2,321

    2,070

    • -
    • -
    • 10,088
    • 5,954
    • 4,462
    • 3,615
    • 3,088

    2,723

    • -
    • -
    • 16,714
    • 8,271
    • 5,850
    • 4,657
    • 3,918

    3,387

    • г) Зададимся = В = 150.
    • По формуле (19) рассчитаем при = В = 150, затем по значениям найдем и, наконец,.
    • Все эти данные сведем в табл. 12 и отобразим график при = В = 150 на рис. 6.
    • Таблица 12.

    Значения, и при = В = 150

    а

    при = В = 150

    при =В=150

    при =В=150

    0,50

    0,60

    0,70

    0,80

    0,90

    1,00

    1,05

    1,10

    1,15

    1,20

    1,25

    1,30

    1,35

    1,40

    0,9698

    0,9681

    0,9670

    0,9664

    0,9660

    0,9659

    0,9659

    0,9660

    0,9661

    0,9662

    0,9664

    0,9665

    0,9667

    0,9669

    1,801

    1,785

    1,770

    1,765

    1,761

    1,760

    1,760

    1,761

    1,762

    1,763

    1,765

    1,766

    1,767

    1,769

    0,648

    0,800

    0,941

    1,084

    1,227

    1,363

    1,429

    1,499

    1,566

    1,634

    1,700

    1,758

    1,818

    1,882

    ВСТАВИТ РИС. (стр. 54−55)

    Усилие подачи PS зависит от силы прижима Р. При исполнении привода с тремя кольцами, средние кольца прижимается с силой Р, крайние — с силой Р/2 (лист 1, рис. 8), поэтому (формула 1)

    ,

    где — коэффициент трения.

    В схеме US усилие подачи может быть увеличено за счет увеличения количества роликов. Поэтому

    (22)

    где к — количество роликов,

    — коэффициент трения.

    Подставляя в формулу (1) и формулу (22) значение Р из формулы (14) и отбросив одинаковые сомножители из обоих получившихся выражений, получим при r = 1:

    (23)

    (24)

    Используя табл. 5, табл. 8, табл. 11 и табл. 12 составим таблицы значений выражений и для различных углов = В и строим графики на рис. 11, 12, 13.

    Таблица 13.

    Значения при = В = 00

    а

    при = В = 00

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 2,160
    • 1,436
    • 1,132
    • 0,962
    • 0,846
    • 0,764
    • 0,704

    0,658

    • 5,584
    • 3,618
    • 2,802
    • 2,346
    • 2,040
    • 1,832
    • 1,656

    1,542

    • 9,580
    • 6,112
    • 4,680
    • 3,854
    • 3,346
    • 2,972
    • 2,700

    2,474

    • 14,018
    • 8,776
    • 6,588
    • 5,466
    • 4,688
    • 4,126
    • 3,724

    3,420

    • 18,710
    • 11,566
    • 8,682
    • 7,048
    • 6,020
    • 5,286
    • 4,742

    4,328

    • 23,636
    • 14,350
    • 10,732
    • 8,666
    • 7,330
    • 6,420
    • 5,768

    5,248

    Таблица 14.

    Значения при = В = 50

    а

    при = В = 50

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 2,536
    • 1,554
    • 1,194
    • 1,002
    • 0,878
    • 0,786
    • 0,724

    0,674

    • 7,018
    • 4,028
    • 3,016
    • 2,476
    • 2,138
    • 1,898
    • 1,724

    1,580

    • 13,020
    • 7,020
    • 4,894
    • 4,134
    • 3,516
    • 3,118
    • 2,818

    2,574

    • 20,882
    • 10,422
    • 7,434
    • 5,576
    • 5,018
    • 4,382
    • 3,914

    3,572

    • 30,430
    • 14,198
    • 9,904
    • 7,806
    • 6,526
    • 5,652
    • 5,044

    4,566

    • 42,978
    • 18,302
    • 12,442
    • 9,746
    • 8,070
    • 6,950
    • 6,172

    5,568

    Таблица 15.

    Значения при = В = 100

    а

    при = В = 100

    b = 0,5

    b = 1,0

    b = 1,5

    b = 2,0

    b = 2,5

    b = 3,0

    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 10,456
    • 2,136
    • 1,456
    • 1,156
    • 0,982
    • 0,866
    • 0,778

    0,726

    • -
    • 6,710
    • 4,010
    • 3,024
    • 2,502
    • 2,166
    • 1,932

    1,756

    • -
    • 15,768
    • 7,562
    • 5,398
    • 4,332
    • 3,678
    • 3,234

    2,888

    • -
    • 46,496
    • 12,572
    • 8,334
    • 6,474
    • 5,358
    • 4,642

    4,140

    • -
    • -
    • 20,176
    • 11,908
    • 8,924
    • 7,230
    • 6,176

    5,446

    • -
    • -
    • 33,428
    • 16,542
    • 11,700
    • 9,314
    • 7,836

    6,774

    Таблица 16.

    Значения при = В = 50

    а

    при = В = 50

    k = 1

    k = 2

    k = 3

    k = 4

    k = 5

    k = 6

    • 0,50
    • 0,60
    • 0,70
    • 0,80
    • 0,90
    • 1,00
    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 2,271
    • 2,786
    • 3,311
    • 3,786
    • 4,315
    • 4,801
    • 5,035
    • 5,273
    • 5,497
    • 5,726
    • 5,937
    • 6,228
    • 6,428

    6,631

    • 4,542
    • 5,572
    • 6,622
    • 7,572
    • 8,630
    • 9,602
    • 10,070
    • 10,546
    • 10,994
    • 11,452
    • 11,874
    • 12,456
    • 12,856

    13,262

    • 6,813
    • 8,358
    • 9,933
    • 11,358
    • 12,945
    • 14,403
    • 15,105
    • 15,819
    • 16,491
    • 17,178
    • 17,811
    • 18,684
    • 19,284

    19,893

    • 9,084
    • 11,144
    • 13,244
    • 15,144
    • 17,260
    • 19,204
    • 20,140
    • 21,092
    • 21,988
    • 22,904
    • 23,748
    • 24,912
    • 25,712

    26,524

    • 11,355
    • 13,930
    • 16,555
    • 18,930
    • 21,575
    • 24,005
    • 25,175
    • 26,365
    • 27,485
    • 28,630
    • 29,685
    • 31,140
    • 32,140

    33,155

    • 13,626
    • 16,716
    • 19,866
    • 22,716
    • 25,890
    • 28,806
    • 30,210
    • 31,638
    • 32,982
    • 34,356
    • 35,622
    • 37,368
    • 38,568

    39,786

    Таблица 17.

    Значения при = В = 100

    а

    при = В = 100

    k = 1

    k = 2

    k = 3

    k = 4

    k = 5

    k = 6

    • 0,50
    • 0,60
    • 0,70
    • 0,80
    • 0,90
    • 1,00
    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 1,073
    • 1,276
    • 1,497
    • 1,723
    • 1,953
    • 2,160
    • 2,265
    • 2,372
    • 2,488
    • 2,591
    • 2,702
    • 2,799
    • 2,889

    2,989

    • 2,146
    • 2,552
    • 2,994
    • 3,446
    • 3,906
    • 4,320
    • 4,530
    • 4,744
    • 4,976
    • 5,182
    • 5,404
    • 5,598
    • 5,778

    5,978

    • 3,219
    • 3,828
    • 4,491
    • 5,169
    • 5,859
    • 6,480
    • 6,795
    • 7,116
    • 7,464
    • 7,773
    • 8,106
    • 8,397
    • 8,667

    8,967

    • 4,292
    • 5,104
    • 5,988
    • 6,892
    • 7,812
    • 8,640
    • 9,060
    • 9,488
    • 9,952
    • 10,364
    • 10,808
    • 11,196
    • 11,556

    11,956

    • 5,365
    • 6,380
    • 7,485
    • 8,615
    • 9,765
    • 10,800
    • 11,325
    • 11,860
    • 12,440
    • 12,955
    • 13,510
    • 13,995
    • 14,445

    14,945

    • 6,438
    • 7,656
    • 8,982
    • 10,338
    • 11,718
    • 12,960
    • 13,590
    • 14,232
    • 14,928
    • 15,546
    • 16,212
    • 16,794
    • 17,334

    17,934

    Таблица 18.

    Значения при = В = 150

    а

    при = В = 150

    k = 1

    k = 2

    k = 3

    k = 4

    k = 5

    k = 6

    • 0,50
    • 0,60
    • 0,70
    • 0,80
    • 0,90
    • 1,00
    • 1,05
    • 1,10
    • 1,15
    • 1,20
    • 1,25
    • 1,30
    • 1,35

    1,40

    • 0,648
    • 0,800
    • 0,941
    • 1,084
    • 1,227
    • 1,363
    • 1,429
    • 1,499
    • 1,566
    • 1,634
    • 1,700
    • 1,758
    • 1,818

    1,882

    • 1,296
    • 1,600
    • 1,882
    • 2,168
    • 2,454
    • 2,726
    • 2,858
    • 2,998
    • 3,132
    • 3,268
    • 3,400
    • 3,516
    • 3,636

    3,764

    • 1,944
    • 2,400
    • 2,823
    • 3,252
    • 3,681
    • 4,089
    • 4,287
    • 4,497
    • 4,698
    • 4,902
    • 5,100
    • 5,274
    • 5,454

    5,646

    • 2,592
    • 3,200
    • 3,764
    • 4,336
    • 4,908
    • 5,452
    • 5,716
    • 5,996
    • 6,264
    • 6,536
    • 6,800
    • 7,032
    • 7,272

    7,528

    • 3,240
    • 4,000
    • 4,705
    • 5,420
    • 6,135
    • 6,815
    • 7,145
    • 7,495
    • 7,830
    • 8,170
    • 8,500
    • 8,790
    • 9,090

    9,410

    • 3,888
    • 4,800
    • 5,646
    • 6,504
    • 7,362
    • 8,178
    • 8,574
    • 8,994
    • 9,396
    • 9,804
    • 10,200
    • 10,548
    • 10,908

    11,292

    Осевая нагрузка, передаваемая схемой US, как видно из вышеприведенного, может быть увеличена за счет увеличения количества роликов и за счет увеличения относительной величины a = R/r.

    Рассмотрим, выигрышно ли с точки зрения увеличения передаваемой осевой силы увеличение количества роликов за счет уменьшения a = R/r.

    Определим максимальное значение a = R/r при заданном количестве роликов.

    Рис. 9. Максимальное заполнение габарита ВКМ роликами.

    АО = R + r

    Из треугольника ОСА имеем

    Домножим числитель и знаменатель на один и тот же член ½r, получим:

    , т.к., то

    Домножим числитель и знаменатель правой части на один и тот же множитель а.

    (25)

    По значению из формулы (25) найдем по формуле (19), затем, и наконец, найдем также по формуле (13) и все данные сведем в табл. 19 и рис. 10.

    Таблица 19.

    k

    при =В=150

    при =В=150

    при =В=150

    при =В=150

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    6,46

    2,41

    1,43

    1,00

    0,785

    0,611

    -

    0,866

    0,707

    0,588

    0,500

    0,434

    0,383

    -

    0,9843

    0,9718

    0,9670

    0,9659

    0,9664

    0,9679

    -

    2,036

    1,826

    1,774

    1,764

    1,769

    1,783

    -

    6,329

    3,043

    1,917

    1,363

    -

    18,988

    12,173

    9,586

    8,178

    -

    1216,85

    212,72

    93,57

    56,52

    Добавить рис. На стр. 64−66

    Из табл. 19 и рис. 10 видим, что для схемы US увеличение количества роликов за счет уменьшения их диаметров (т.е. уменьшения a = R/r) уменьшает осевую силу, развиваемую механизмом, но в то же время значительно уменьшает и габариты механизма. Также замечаем, что для k = 6 =1,00, значит для однорядного расположения роликов при k = 6 a = R/r должно быть меньше 1.

    Рассмотрим работу валикокольцевых механизмов раскладки при максимальном рассматриваемом нами угле поворота В = 150. Максимальное усилие прижима должно быть рассчитано при минимальной нагрузочной способности механизма, т.к. во время работы угол В изменяе6тся при реверсе механизма от максимального В = 150 до минимального В = 00 и снова до максимального В = 150, но уже в противоположную сторону.

    Минимальная нагрузочная способность ВКМ по схеме вал-ролики (US) при угле В = 150, а по схеме вал-кольца (BRD) при угле В = 00, поэтому усилие прижима роликов или колец к валу должно рассчитываться при этих углах. А значит и сравнение механизмов по передаваемой осевой силе нужно проводить при этих углах, т. е. при = В = 150 для схемы US. Сравнение по осувой силе, передаваемой ВКМ ведем по выражениям.

    Выводы

    1. При увеличении относительной величины a = R/r нагрузочная способность, а значит и осевое усилие, которое может передать механизм, у схемы вал-ролики (US) возрастает, а у схемы вал-кольца (BRD) убывает.

    2. Относительная величина оказывает значительное влияние на нагрузочную способность схемы вал-кольца (BRD). При увеличении осевое усилие, которое может передать механизм, возрастает и возрастает тем сильнее, чем меньеш a = R/r.

    3. С увеличением угла разворота В нагрузочная способность схемы вал-ролики (US) убывает, а схемы вал-кольца (BRD) возрастает. Минимальная нагрузочная способность схемы US при В = 150, схемы BRD при В = 00.

    4. Сравнение схем по нагрузочной способности нужно вести при минимальной нагрузочной способности, т. е. при В = 150 для схемы US и В = 00 для схемы BRD.

    5. Увеличение количества роликов для схемы US увеличивает нагрузочную способность и при большом количестве роликов k схема US может конкурировать по нагрузочной способности со схемой BRD. Но увеличение количества роликов значительно усложняет конструкцию механизма и может привести к появлению нежелательных напряжений в опорах вала, поэтому применение большого количества роликов нецелесообразно.

    6. Увеличение количества роликов за счет уменьшения их диаметров при максимальном заполнении габарита уменьшает нагрузочную способность схемы US.

    7. С увеличением для схемы BRD максимальный угол разворота B' уменьшается.

    8. Габарит схемы US значительно меньше, чем схемы BRD при одинаковом a = R/r.

    9. Сравнивая схему US с одним роликом и схему BRD с тремя кольцами при минимальной нагрузочной способности, т. е. при В = 150 для US и В = 00 для BRD, замечаем:

    a) если b = 0,5 для BRD, то при a > 1,09 осевое усилие, передаваемое схемой US выше, чем схемой BRD, при a <= 1,09 осевое усилие, передаваемое схемой BRD выше, чем схемой US.

    b) если b = 1,0 для BRD, то при a > 1,31 осевое усилие, которое может передать механизм, схемы US больше, чем схемы BRD, при a <= 1,31 осевое усилие, которое может передать механизм, схемы BRD больше, чем схемы US.

    c) если b => 1,5 для BRD осевое усилие, которое может передать механизм, схемы BRD выше, чем схемы US при всех сравниваемых значениях a = R/r.

    Используя данные выводы можно дать некоторые рекомендации по выбору механизма, имеющие практическое значение:

    1. Если определяющим фактором выбора механизма является габарит, то следует выбрать схему вал-ролик (US).

    2. Ели габарит механизма не играет решающую роль, а определяющим фактором выбора механизма является возможно большее осевое усилие, которое может передать механизм, то следует выбрать схему вал-кольца (BRD).

    2.3. Синтез валикокольцевого механизма по схеме вал-кольца (BRD)

    Рассмотрим выбор геометрического параметра из условий:

    а) максимальной нагрузочной способности;

    б) выполнения заданного закона перемещения. [ ]

    а) Выбор геометрического параметра из условия максимальной нагрузочной способности.

    На основании формулы (14) определим величину как:

    для r = 1

    Обозначим, тогда

    На рис. 14 строим график, затем график, где, М1— масштаб.

    И по этим двум графикам строим зависимость

    Радиус вала r берем в интервале см.

    Получаем область выбора геометрического параметра в зависимости от r и, А = R/r.

    в) Выбор геометрического параметра из условия выполнения заданного закона перемещения.

    Диапазон работы ВКМ определяется величиной аналога скорости механизма, равного [ ]

    Если задан радиус вала r, то для того, чтобы кольца ВКМ могли повернуться на угол, равный

    (26)

    необходимо определенное соотношение R, r и r1. Для различных значений R, r и r1 существует определенное значение угла поворота кольца B', определяемое величинами, А = R/r,, до которого касание кольца и вала происходит в точке. Дальнейшее увеличение угла В ведет к тому, что контакт между телами происходит в двух точках. При этом существует некоторое предельное значение угла Впред, которое будет максимальным для данных R, r и r1.

    Начиная с B' дальнейшее увеличение угла В требует резкого увеличения момента МД, затрачиваемого на преодоление момента от сил трения кольца о вал и действия силы Р.

    Угол недопустим при работе механизма раскладки.

    Значение угла B' может быть найдено по формуле (27):

    (27)

    Необходимый угол разворота колец для сомкнутой намотки:

    (28)

    где ,

    ib-k — передаточное отношение от вала раскладчика к катушке;

    d — диаметр кабеля;

    r — радиус вала раскладчика.

    Передаточное отношение от вала раскладчика к катушке для изолировочной машины фирмы «Круп» на 32 бумажных ленты:

    , тогда

    Теперь строим на осях и на рис. 15 зависимость Ф. Угол наклона прямой к оси найдем следующим образом:

    (29)

    где — масштаб;

    — масштаб tgB'.

    На рис. 15 строим также графики ,

    Задаваясь значением d — диаметра кабеля (в нашем случае d = 5 см) мы можем построить график зависимости.

    На основании графиков с рис. 14 и рис. 15 строим совмещенный график на рис. 16.

    Получили семейство кривых. Точка пересечения кривых с одним и тем же значением «a» дает нам минимальное значение r для выполнения обоих условий:

    а) максимальной нагрузочной способности;

    б) выполнения заданного закона перемещения

    при конкретном диаметре кабеля d = 5 см. А заштрихованная область есть зона выбора возможных значений r и b.

    Аналогично можно провести выбор и для других значений d — диаметра кабеля.

    Задаваясь максимальным диаметром кабеля dMAX, который будет изготавливаться на машине, можно получить минимальное и макисмальное значения для выполнения обоих условий. Выбирать конкретное значение b из предполагаемого диапазона следует из максимальных значений, т.к. выполнение заданного закона будет обеспечено, а нагрузочная способность будет иметь коэффициент запаса сцепления на случай возможных перегрузок и механизм будет гарантирован от пробуксовок.

    Таким образом, получено совместное решение двух поставленных задач о выборе относительной величины b, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение.

    III. Технологическая часть

    3.1. Описание конструкции и назначения детали. Техконтроль технологичности конструкции.

    Деталь — шарикоподшипник № 111 изготовляется из стали ШХ 15 и используется в механизме раскладки.

    Механизм раскладки предназначен для равномерной рядовой укладки кабеля или его элементов вдоль приемного барабана.

    В последнее время для раскладки используют валикокольцевые механизмы. Ведущая каретка валикокольцевого механизма может иметь вертикальное или горизонтальное расположение, внутри ее проходит гладкий вал. На этом валу и находится разрабатываемая деталь — шарикоподшипник № 111 со специально обработанным внутренним кольцом. Подшипник в процессе работы прижимается к гладкому валу с усилием Р и может поворачиваться на некоторый угол.

    Деталь изготовлена из дорогой, дефицитной стали ШХ 15, твердость которой HRC 61…65. Сталь Ш Х 15 — материал труднообрабатываемый.

    Для обработки используют следующие инструменты: резцы с пластинками из керамики на основе нитрида кремния с покрытием.

    Деталь имеет сложную геометрическую форму (наличие фасонной поверхности, в дальнейшем «оливаж»). Деталь может быть обработана при использовании одного специального приспособления. В целом конструкция детали технологична. Базирование детали производим по наружному кольцу и по торцу. Основное значение для служебного назначения детали имеет поверхность оливажа.

    3.2. Определение типа производства. Расчет количества деталей в партии.

    Исходные данные:

    Годовая программа изделий N = 11 000 шт.

    Режим работы предприятия — 2 смены

    Действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд=4029 ч. [ ]

    Такт выпуска деталей:

    мин. /шт (30)

    Коэффициент серийности:

    (31)

    (32)

    Длительность операций определяем на основе прикидочных расчетов [ ]

    Токарная:

    То=2*0,18*593,9*6,5*10-3 = 0,14 мин.

    Тш-к=2,14*0,14 = 0,3 мин.

    Шлифовальная:

    То=1,8*57*6*10-3 = 0,615 мин.

    Тш-к=2,1*0,615=1,293 мин.

    Выглаживающая:

    То=0,18*57*5,9*10-3 = 0,061 мин.

    Тш-к=2,14*0,061 = 0,131 мин.

    =0,575 мин.

    По формуле (31):

    Производство — мелкосерийное.

    Количество деталей в партии:

    шт. (33)

    где а — периодичность запуска-выпуска изделий

    Скорректируем количество деталей в партии:

    = 1 смена

    шт.

    Принимаем n = 662 шт.

    3.3. Технико-экономический расчет маршрута обработки.

    Маршрут обработки:

    Выбор баз: наружная поверхность и торец.

    Операция 005. Токарная. За один установ обрабатывается конус под углом 200 с одной стороны. За второй установ обрабатывается конус под углом 200 с другой стороны. Для того, чтобы обработка проходила за 1 проход применяем широкие резцы.

    Операция 010. Шлифовальная. Сфера обрабатывается фасонным шлифовальным кругом методом врезания на внутришлифовальном станке. Использование фасонного круга позволяет получить требуемую точность обработки и шероховатость.

    Операция 015. Выглаживающая. Выглаживание уменьшает шероховатость поверхности, точность остается прежней. Используем приспособление для внутреннего выглаживания.

    Операция 020. Слесарная. Обрабатываем острые кромки, получившиеся на токарной операции.

    Операция 025. Промывочная. Деталь моем в моечном растворе в моечной машине конвейерного типа.

    Операция 030. Контрольная. Используется специальное контрольное приспособление.

    Рассмотрим у какого варианта сумма текущих и приведенных затрат на единицу продукции будет меньше.

    (34)

    1) Токарная операция:

    Ст.ф. =- рабочий V разряда

    Сз. = руб. /час

    =

    2) Шлифовальная

    3) Выглаживающая

    Технологическая себестоимость обработки:

    Поэтому разрабатываемый техпроцесс экономически более выгоден.

    Экономический эффект на программу выпуска:

    3.4. Специальная часть. Выглаживание.

    Заданные геометрические и физические параметры качества поверхности детали могут обеспечиваться с помощью разных методов упрочняюще — отделочной и упрочняющей обработки:

    § механические (алмазное выглаживание, обкатывание, шариками или роликами, дробеструйная обработка, виброгалтовка и др.),

    § термические (закалка ТВЧ, газопламенная закалка и др.),

    § термохимические (цементация, азотирование и др.),

    § электрохимические (хромирование, борирование и др.).

    Упрочняюще-отделочная обработка наряду упрочнением металла поверхностного слоя обеспечивает благоприятный для эксплуатации рельеф поверхности детали.

    Методы упрочняюще-отделочной обработки основаны на поверхностном пластическом деформировании, в результате которого изменяются микроструктура и физико-механические свойства металла поверхностного слоя. Это сопровождается повышением его твердости, прочности, а также формированием в поверхностном слое металла остаточных напряжений сжатия. Кроме того, изменяются геометрические характеристики рельефа поверхности, обуславливающие увеличение площади опорной поверхности, обуславливающие увеличение площади опорной поверхности. В итоге повышаются эксплуатационные свойства деталей: износостойкость, усталостная прочность и др.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой