Проектирование коробки скоростей (стр. 4 из 5)
Результаты расчета приведены в приложении 2.
По результатам расчета принимаю диаметры валов: 25, 30, 60 и 75 мм соответственно на 2,3,4,5 валах.
4. Выбор подшипников качения
Расчет подшипников производим по динамической грузоподъемности С:
где L - число миллионов оборотов за расчетный срок службы подшипника;
Р - расчетная нагрузка подшипника качения, Н;
- коэффициент (для шарикоподшипников 
)Расчетный срок службы подшипника, час:
где n - частота вращения вала, об/мин;
L=18000 час - общая продолжительность работы;
где V=1 - при вращении внутреннего кольца подшипника;
- для фрезерных станков; 
- безразмерный температурный коэффициент; 
- радиальная нагрузка; 
где
и 
- наибольшая по величине опорная реакция, определяемая при расчете вала по программе "Вал".Окончательный выбор подшипников качения производится в соответствии с ГОСТАми.
5. Выбор шпоночных и шлицевых соединений
5.1 Выбор шпоночного соединения
Для крепления колеса позиции 19 выбираем шпоночное соединение согласно [7].
Материал шпонки сталь 45: с σВ =590 МПа.
По диаметру вала d = 35 мм выбираем (приложение 1) [7] 28с. обыкновенную призматическую шпонку 10х8х25, t1 = 5 мм.
Рабочая длина шпонки:
lP = l - 0,5 ∙ b = 25 - 0,5 ∙ 10 = 20 мм.
Номинальное давление на поверхности контакта боковой грани шпонки и паза ступицы колеса:
σ=
МПаДопускаемое давление в неподвижном соединении со стандартной шпонкой при переходной посадке стальной ступицы на стальной вал из табл.2.1 [7] 6с.
[σ] СМ = 150 МПа, [σ] ИЗН = 100 МПа.
Условие прочности на смятие шпоночного соединения:
σМАХ = σ ∙ КПЕР = 91,7 ∙ 1,5 = 128,38 МПа < 150 МПа,
условие выполняется.
Условие износостойкости шпоночного соединения:
σ = 91,7 МПа ≤ 100 МПа,
условие выполняется.
Выбор для оставшихся шпоночных соединений выбираем согласно [7], приложение 1.
5.2 Выбор шлицевых соединений
Выбор шлицевого соединения ведем для второго вала согласно [7]
Требуемый статический момент SA единицы длины рабочих поверхностей шлицевого соединения относительно оси вала определяют по условию износостойкости:
SA 
где Т=463 Нм - наибольший длительно действующий вращающий момент, lP=112,5 мм - рабочая длина соединения, [σ] =22 МПа - допускаемое давление при проектном расчете неподвижных соединений.
SA 
Выбираю размеры шлицевого соединения [7, приложение 3] с ближайшим большим значением SA= 191 мм3/мм, ГОСТ 1139-80, прямобочное шлицевое соединение: d = 28 мм, с=0,4 мм, SA= 191 мм3/мм.
d-10x28
x35 x4 
5.2.1 Расчет на смятие прямобочного шлицевого соединения
Предел текучести материала детали соединения с меньшей твердостью σТ=750 МПа. Коэффициент запаса прочности [s] = 1,4 при высокой твердости рабочих поверхностей зубьев обеих деталей.
Коэффициент концентрации давления в связи с погрешностями изготовления КП = 1,45 при высокой твердости рабочих поверхностей зубьев с допуском на размер В по 9 квалитету без учета приработки.
Окружная сила в зубчатом зацеплении
Радиальная сила в зубчатом зацеплении
Fr = Ft tg αw = 7528 · tg 20o = 2740 Н
Поперечная сила
F =
Значение параметра ψ
Опрокидывающий момент
М = F · e =8011 · 9 = 72099 H·мм
Коэффициент концентрации нагрузки от действия опрокидывающего момента КМ = 1,18 при значениях параметров [7, табл.3.4]
Допускаемое давление смятия
[σ] CM =
Условие прочности на смятие σMAX = σ КПЕР = 31,8 · 2,85 = 90,6
[σ] CM = 110,5 МПа выполняется. Для остальных валов выбираем прямобочные шлицевые соединения по ГОСТ 1139-80 согласно [7, приложение 3]6. Описание спроектированной конструкции привода станка
Привод коробки скоростей осуществляется от электродвигателя с n=1480 об/мин. Вращение от него через упругую муфту передается на первый вал. Через восемнадцатиступенчатую коробку скоростей движение передается на шпиндель.
Наличие передвижных колес позволяет передавать большую мощность и крутящие моменты при минимальных радиальных размерах.
Список используемой литературы
1. Киреев Г.И. Проектирование коробок скоростей металлорежущих станков: Методические указания для студентов специальности 1201. - Ульяновск: УлПИ, 1993. - 40с
2. Расчет приводов подач металлорежущих станков: Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальности 1201 / Составители: А.В. Шестернинов, Г.М. Горшков, М.Ю. Филиппов. - Ульяновск: УлПИ, 1992. - 48с.