10.1 Проектный расчет диаметров первого вала

1. Предварительный диаметр входного конца первого вала

где – крутящий момент на первом валу, Нм: = 13 Нм.

–допускаемое условие напряжения при кручении для выходных концов вала, МПа: = 20 – 25 МПа.

Исходя из расчетных значений, принимаем диаметр входного конца первого вала , а под подшипники

2. На данном валу устанавливается зубчатое колесо, соединенное с валом с помощью шпоночного соединения. Диаметр вала под шестерней:

Исходя из расчетных значений, принимаем диаметр первого вала под шестерней .

10.2 Проектный расчет диаметров второго вала

Предварительный диаметр второго вала под шестерней:

где – крутящий момент на втором валу, Нм: = 57 Нм.

–допускаемое условие напряжения при кручении для валов под зубчатыми колесами, МПа: = 10 – 20 МПа.

Исходя из расчетного значения диаметра второго вала под шестерней, применяются размеры шлицевого вала D – 8x32x36, а под подшипники

10.3 Проектный расчет диаметров третьего вала

Предварительный диаметр третьего вала под шестерней:

где – крутящий момент на втором валу, Нм: = 217,3 Нм.

–допускаемое условие напряжения при кручении для валов под зубчатыми колесами, МПа: = 10 – 20 МПа.

Исходя из расчетного значения диаметра третьего вала под шестерней, применяются размеры шлицевого вала D – 8x46x50, а под подшипники

10.4 Проектный расчет диаметров четвертого вала

Предварительный диаметр четвертого вала под шестерней:

где – крутящий момент на втором валу, Нм: = 289,3 Нм.

–допускаемое условие напряжения при кручении для валов под зубчатыми колесами, МПа: = 10 – 20 МПа.

Исходя из расчетного значения диаметра четвертого вала под шестерней, применяются размеры шлицевого вала D – 8x52x58, а под подшипники

10.5 Проектный расчет диаметров пятого вала

Предварительный диаметр выходного конца пятого вала определяется по формуле:

где – крутящий момент на втором валу, Нм: = 1125,07 Нм.

–допускаемое условие напряжения при кручении для выходных концов валов, МПа: = 20 – 25 МПа.

Исходя из расчетного значения диаметра для выходных концов пятого вал, применяются размеры шлицевого вала D – 8x65x72, а под подшипники

10.6 Расчет геометрических параметров шпинделя

Диаметр шпинделя в передней опоре рассчитывается по формуле:

где – быстроходность шпиндельного узла в зависимости от вида подшипников,:

–максимальная частота вращения шпинделя, мин^-1:

Конструктивно из стандартного ряда принимается

Диаметр шейки шпинделя в задней опоре рассчитывается по формуле:

где – диаметр шейки шпинделя в передней опоре, мм:

Из стандартного ряда принимается

Расстояние между опорами рассчитывается по формуле:

где – вылет консоли, мм:

Конструктивно принимаем [3, c.166-193]

11 Патентно-информационный поиск

11.1 Патентный поиск

Патент SU1177063

Шпиндельный узел металлорежущего станка

Шпиндельный узел содержит вал шпинделя, установленный на конических роликовых подшипниках в корпусе, в сверлениях которого расположены впрыскивающие сопла, а со стороны бурта внутреннего кольца во фланцах имеются сверления, впрыскивающие масло в зону контакта торцов роликов с буртом внутреннего кольца. Конический ролик подшипника имеет глухое отверстие, с которым соединены наклонные каналы со стороны фаски его большого диаметра. Наклонные каналы выполнены под углом в 60 градусов к оси ролика.

Патент SU1158792

Шпиндельный узел

Шпиндельньй узел содержит установленные в корпусе и смонтированные на валу конические роликоподшипники и размещенные между их наружными кольцами распределительное кольцо с наклонными маслоподводящими каналами. Величина минимальной дозы масла, необходимой для образования текущей масляной пленки, задается и регулируется лубрикатором и подается в смесители. Воздух, поступающий в смесители от пневмомагистрали через фильтр, транспортирует масло по каналам в виде тонкой пленки по внутренней поверхности маслопровода к роликоподшипнику. Масло в виде текущей пленки транспортируется воздухом в распределительное кольцо, откуда через каналы поступает на внутреннюю поверхность наружного кольца роликоподшипника. Каналы расположены под углом, равным углу наклона образующей конуса внутренней поверхности наружного кольца роликоподшипника, и образуют с этим конусом непрерывную поверхность.

Патент RU2021080С1

Шпиндельный узел

Шпиндельный узел, содержит два радиальных и упорный подшипники, на рабочих поверхностях которых расположены каналы для обеспечения циркуляции смазки, отличаются тем, что каждый из указанных подшипников имеет по крайней мере шесть несущих поверхностей, расположенных между каналами подачи и сброса для обеспечения циркуляции смазки, при этом каналы подачи радиальных подшипников выполнены с входными фасками под углом 15 - 20^o к несущей поверхности шириной 0,02 - 0,03 диаметра шпинделя, а на несущих поверхностях упорного подшипника выполнены скосы, сужающиеся в направлении скольжения торца шпинделя, под углом 0,1 - 0,5^o, длиной 2/3 несущей поверхности, причем рабочий зазор в подшипниках выполнен в пределах 0,00020 - 0,00025 диаметра шпинделя.

Патент SU1715505A1

Шпиндельный узел

Шпиндельный узел содержит корпус, шпиндель, смонтированный на двух опорах, и узел стабилизации натяга. Передняя опора состоит из радиально-упорных подшипников, задняя – из двух радиально-упорных подшипников, наружные кольца которых посажены в корпусе свободно. Механизм стабилизации, установленный между передней и задней опорами, содержит установленный «спиной» к подшипникам задней опоры дополнительный радиально-упорный подшипник, распорные втулки установлены между кольцами радиально-упорного подшипника передней опоры и дополнительного радиально-упорного подшипника, а также распорные втулки, установленные между кольцами дополнительного радиально-упорного подшипника и радиально-упорного подшипника задней опоры.

Патент CN 202824677 U

Установка шпинделя на токарном станке

A lathe having first and second support walls that support pairs of vertical and elevated vertical guides, and having frames that support horizontal guides. Trunnions are mounted on the vertical guides and support a log peeling assembly. A structure supporting back-up powered rollers is mounted on the elevated vertical guides. First and second spindle assemblies are mounted on the horizontal guides for movement between a first working position where a log to be peeled is gripped and rotated, and a second working position where the log continues its rotation into a knife extending from the log peeling assembly to produce veneer. When a predetermined log diameter is reached the first and second spindleassemblies release and return to the first working position to grip another log, while the log being rotated continues to be peeled until it reaches a minimum core diameter.

Патент CN 202684110 U

Опорная конструкция токарного станка шпинделя

 The purpose of this utility is to provide a lathe bed and spindle support structure for axial preload adjustment and positioning to facilitate accurate, fewer parts, the accumulation error is small, simple structure, easy assembly and maintenance, spindle rotation precision, high shock resistance, which greatly improved the precision rotary parts and precision, but also improve the assembly, commissioning, delivery inspection efficiency and reduce the cost of production and service.

Патент RU2396147С2

Шпиндельный узел и способ регулирования частоты его собственных колебаний

Шпиндельный узел, содержащий полый шпиндель, установленный с возможностью вращения в двух, передней и задней, подшипниковых опорах, зубчатое колесо, установленное на полом шпинделе между опор ближе к передней опоре, и гайку, соединенную по резьбе с наружной поверхностью шпинделя, отличающийся тем, что он снабжен втулкой, надетой на полый шпиндель между опорами и взаимодействующей одним своим торцом с торцом зубчатого колеса, а другим торцом - с гайкой, причем резьба на полом шпинделе для соединения с гайкой выполнена в непосредственной близости от задней опоры, а втулка выполнена длиной, меньшей разности между расстоянием от торца зубчатого колеса до торца задней опоры и высотой гайки на величину зазора между торцом гайки и торцом задней опоры.

Патент RU965623

Шпиндельная бабка металлорежущего станка

Шпиндельная бабка металлорежущего станка типа обрабатывающий центр, содержащая снабженный опорой качения корпус, в котором размещено шпиндельное устройство и привод главного движения, передающий вращение шпинделю от электродвигателя через зубчатую муфту, отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости и виброустойчивости бабки, корпус выполнен из двух частей, в одной из которых размещено шпиндельное устройство с одной из полумуфт вышеуказанной муфты, а в другой привод главного движения со второй полумуфтой, причем опора качения расположена со стороны шпиндельного устройства, а корпус снабжен установленной со стороны электродвигателя дополнительной опорой качения.

Патент SU1634369

Шпиндельный узел металлорежущего станка

Шпиндельный узел содержит шпиндель установленный в корпусе на радиально-упорных подшипниках, механизм создания предварительного натяга подшипников и совмещенное с ним устройства регулирования натяга, включающее деформируемый элемент, инерционные массы и нажимные кольца. Деформируемый элемент инерционные массы и нажимные кольца выполнены за одно целое, деформируемый элемент имеет форму ломаных либо криволинейных арок с утолщениями в середине. Утолщения выполняют роль инерционных масс. Задняя опора шпинделя не показана, так как в ней натяг подшипников не регулируется. Гайка, размещена на шпинделе, стопорится винтом и прижата своим торцом к нажимному кольцу, а кольцо прижато к внутреннему кольцу подшипника. Наружные кольца подшипников 3 зажаты между выступом корпуса и упорной крышкой, между подшипниками установлены разнотолщинные кольца, определяющие максимальное значение натяга подшипников.