Проектирование привода коробки скоростей металлорежущего станка (стр. 3 из 4)

коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине зуба;

для

- допускаемое напряжение на изгиб и контактную прочность а определяются по формулам:

=1,9·10⁸·1,2·1,4=2,96·10⁸ Па,

=9,5·10⁸·1,62=15,4·10⁸ Па.

‑ длительные пределы выносливости зубьев при расчете на изгиб и контактную прочность в

‑ коэффициент, учитывающий влияние режима шлифования зубьев на величину допускаемого изгибного напряжения

‑ коэффициенты переменности режима работы,

,

где

- расчетное (базовое) число циклов нагружения при испытании материала шестерни на усталостную прочность, =7·10⁷

- количество передач в группе, =2

- расчетная частота вращения шестерни в мин^-1; =219,63об./мин,

‑ коэффициенты увеличения и , зависящие от степени универсальности станка в расположения передачи (ближе к выходному валу).

;

;

;

,

таким образом

мм,

Принимаем по стандартному ряду m=3мм.

Остальные модули прямозубых зубчатых колес рассчитаны с помощью ЭВМи результаты расчета сводим в табл. 3.3.1.

3.4 Расчет геометрических параметров зубчатых колес

Диаметры делительных окружностей определяются по зависимости:

d_wi=m_i·z_i,

Диаметры окружностей вершин определяются по зависимости:

d_ai=d_wi+2m_i,

Диаметры окружностей впадин определяются по зависимости:

d_fi=d_wi-2,5m_i.

Определяем межцентровые расстояния между валами по формуле:

.

Определяем ширину зубчатых венцов по зависимости:

b₁=10·m=10·3=30мм

b₂=10·m=10·3=30мм

b₃=10·m=10·3=30мм

b₄=10·m=10·3=30мм

b₅=10·m=10·2,5=25мм

b₆=10·m=10·2,5=25мм

b₇=10·m=10·2,5=25мм

b₈=10·m=10·2,5=25мм

b₉=10·m=10·3=30мм

b₁₀=10·m=10·3=30мм

b₁₁=10·m=10·3=30мм

b₁₂=10·m=10·3=30мм

b₁₃=10·m=10·3=30мм

b₁₄=10·m=10·3=30мм

b₁₅=10·m=10·2,5=25мм

b₁₆=10·m=10·2,5=25мм

b₁₇=10·m=10·2,5=25мм

b₁₈=10·m=10·2,5=25мм

Таблица 3.3.1 - Исходные данные для расчета модуля и результаты расчета

Валы	Передат.отношение	Крутящ.момент Мкр Н/м	Ст.точностиИсполн.вала	Число передач в группе	Материал зубч.колес	Частота вращ. шестерни	Расч. знач		mмм
							Мизг	Мкон
I – II	28/41=1/1.41	40,21	Точная (7); ближе к входному валу	2	40ХЗакалка объемная	710	0,76	0,85	3
II – IV	21/80=1/4	56,35	Точная (7); ближе к входному валу	1	40ХЗакалка объемная	500	1,2	1,5	2,5
IV – V	45/45=1	222,5	Точная (7); ближе к входному валу	3	40ХЗакалка объемная	125	2,99	2,64	3
V – III	20/80=1/4	219,63	Точная (7); ближе к выходному валу	2	40ХЗакалка объемная	125	1,95	2,27	2,5
II - III	67/34=2	56,35	Точная (7); ближе к выходному валу	1	40ХЗакалка объемная	31,5	0,79	0,8	2,5

Таблица 3.4.1 – Геометрические параметры зубчатых прямозубых колес.

Z №	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
z	23	46	28	41	80	21	67	34	30	60	45	45	60	30	20	80	33	67
m	3				2,5				3						2,5
d	69	138	84	123	200	52,5	167,5	85	90	180	135	135	180	90	50	200	82,5	167,5
df	61,5	130,5	76,5	155,5	193,75	46,25	161,25	78,75	82,5	172,5	127,5	127,5	172,5	82,5	43,75	193,75	76,25	161,25
da	75	144	90	129	205	57,5	172,5	90	96	186	141	141	186	96	55	205	87,5	172,5
aw	103,5				126,25				135						125

3.5 Уточненный расчет вала

Приведем расчет вала Ⅴ коробки скоростей. Расчетная схема приведена на рисунке 3.5.1.

Рисунок 3.5.1 –схема зацепления вала Ⅴ с валами Ⅵ и Ⅲ.

Для наглядности изобразим схему зацепления сбоку, на которой покажем все силы, действующие на вал Ⅴ (рис. 3.5.2).

Рисунок 3.5.2 –Схема сил действующих на вал \/.

Окружная сила:

Радиальная сила:

,

гор.:

∑ У=0:

Ra+Rв-3197,5- 3296,3=0,

∑Ma=0: 3197,5∙182,5+3296,3∙(182,5+87,5)+Rв∙491=0,

Rв=3597,1Н,

Rа=2896,7Н,

верт.:

∑ У=0:

Ra+Rв-8785,2-1199,7=0,

∑Ma=0:

8785,2∙182,5+1199,7∙(182,5+87,5)-Rв∙491=0,

Rв=3925,1Н,

Rа=6059,8Н.

Рисунок 3.6.2.-Эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Расчет валов на прочность производят по формуле:

Н/м²

где

‑ приведенное напряжение (изгиб плюс кручение) в Па;

‑ расчетный крутящий момент на валу в Н·м;

‑ наибольший изгибающий момент в опасном сечении вала (шпинделя) в Н·м:

где

- максимальные изгибающие моменты в опасном сечении в Н·м,

,

-момент сопротивления изгибу в опасном сечении в м³;

,

‑ допускаемое напряжение на изгиб в Н/м²,

Принимаем для валов сталь 35 нормализованную с

.

.

4. ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ

Осевые нагрузки в коробке скоростей отсутствуют, поэтому применяем однорядные шариковые подшипники (по ГОСТ8338-75). В табл. 4.1приведены основные параметры подшипников, используемых в коробке.