Расчет коробки подач горизонтально-расточного станка (стр. 2 из 4)

Таблица 4.1 – Числа зубьев зубчатых колес.

Направление передачи (валы)	I – II	II - III	II – IV	IV - V	V - III
Передаточныеотношения
Числа зубьев	; ;	;			; ;
ZΣ	48	68	80		84

5. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КОРОБКИ ПОДАЧ

Эффективная мощность коробки подач определяется по формуле:

где Q - тяговое усилие на рейке, Н

V_s – скорость движения суппорта при заданных режимах резания, мм/мин

V_s=s∙n

Где n=

Значение Q для комбинированных направляющих определяем по формуле:

Q=μ(P_z+G)+kP_x

Где μ - коэффициент трения в направляющих; μ = 0,15-0,18. Принимаем μ =0,165.

P_z – усилие резания. Определяем по формуле:

P_z=10C_pzt^xs^yvⁿk_p

Для определения усилия резания выбираем наиболее тяжелые условия резания – обработка углеродистой стали 45 диаметром 100 мм при t=5 мм и подаче s=1,12мм/об.

По таблице 22 (1, с. 273) определяем коэффициенты C_pz=300, х=1,0, у=0,75, n=-0.15.

Коэффициент k_pопределяем по формуле:

k_p=k_MPk_φpk_γpk_λpk_rp

где k_MP – коэффициент влияния обрабатываемого материала k_MP=1.

k_φp,k_γp,k_λp,k_rp- коэффициенты влияния геометрических параметров инструмента

k_φp=k_γp=k_λp=k_rp=1.

V – скорость резания, м/с. Определяем по формуле:

где по таблице 17 (1, с. 269) определяем С_v=340; х=0,15; у=0,45; m=0.2.

T – стойкость резца, мин. Т=45 мин.

k_v=k_mvk_nvk_uv

k_mv – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки, k_mv=1(1, табл.1, с.261),

k_nv – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки, k_nv=0,9.

k_uv – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента, k_uv=0,65 при обработке конструкционной стали резцом Т5К10.(1, табл. 6).

k_v=1•0,9•0,65=0,585

мм/мин

n=

=220.8 об/мин

принимаем n=200 об/мин.

V_s=1,12∙200=224мм/мин

P_z=10•300•5¹•1,12^0,75•69,342^-0,15•1=9511,5 Н

G – сила тяжести подвижных частей суппорта, Н

G=mg=100∙9.81=981H

k=1.15

P_x=0.4P_z=0.4∙9511.5=3804.6H

Q=0.165∙(9511.5+981)+1.15∙3804.6=6106.6H

кВт

где η – КПД цепи подачи. Принимаем η=0,15.

Определяем мощности на валах коробки:

N_I=N_З=1.486 кВт

N_II=N_I∙η_п∙η_зп=1,486∙0,97∙0,99=1,43кВт

N_IV= N_II∙η_п∙η_зп=1,43∙0,97∙0,99=1,37кВт

N_V= N_IV∙η_п∙η_зп=1,37∙0,97∙0,99=1,31кВт

N_III= N_V∙η_п∙η_зп=1,31∙0,97∙0,99=1,254кВт

6. РАСЧЕТ МОДУЛЕЙ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

При расчете зубчатых колес коробки подач модуль рассчитывается для каждой из передач в отдельности исходя из прочности зубьев на изгиб, а также исходя из усталости поверхностных слоев.

Для стальных прямозубых колес формула для определения модуля имеет вид:

где σ_F– допускаемые напряжения на изгиб Н/см². σ_F=435 Н/см²,

Y_F – коэффициент формы зуба.

z – число зубьев шестерни (меньшего колеса)

ψ – коэффициент ширины зубчатого колеса.

ψ=

где b – ширина шестерни, мм

Принимаем ψ=8.

k – коэффициент нагрузки который учитывает изменение нагрузки по сравнению с номинальной от действия различных факторов; k=1,4(3, с. 151).

Для каждой из передач определяем модули.

Для передачи I – II модуль будет равен:

мм

Для передачи II – IV:

мм

для передачи IV – V :

мм

для передачи V-III:

мм

для передачи II-III:

мм

Для всех передач в коробке подач принимаем m=4мм.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

К основным параметрам зубчатых колес относятся модуль, межосевое расстояние, ширина зубчатых колес, диаметр делительной окружности, диаметр вершин зубьев и диаметр впадин зубьев.

Межосевое расстояние для каждой из рассчитываемых передач определяется по формуле:

a_W=

Для первой передачи с передаточным отношением i₁=1 и числами зубьев Z₁=24, Z₂=24 межосевое расстояние будет равно:

a_W=

мм

Диаметр делительной окружности зубчатых колес определяется по формуле:

d_wi=mZ_i

d_w1= d_w2=4∙24=96мм

Диметр вершин зубьев :

d_ai= d_wi+2m

d_a1= d_a2=96+2∙4=104мм

Диаметр впадин зубьев:

d_fi= d_wi-2.5m

d_f1= d_f2=96-2.5∙4=86мм

Зная коэффициент ширины зубчатого колеса ψ=8, определим ширину зубчатого колеса:

b_i= ψ∙m_i

b₁=8∙4=32мм.

Полученные значения параметров зубчатых колес для всех передач коробки подач заносим в таблицу 7.1

Таблица 7.1 – Значение параметров зубчатых колес.

№	Передаточное отношение	Валы	Zi	ZΣ	mi,мм	aw,мм	dwi,мм	dfi,мм	dai,мм	bi,мм
1	i1=1	I-II	24	48	4	96	96	86	104	32
2			24	48	4	96	96	86	104	32
3	i2=1/1,41		20	48	4	96	80	70	88	32
4			28	48	4	96	112	102	120	32
5	I3=1/1,98		16	48	4	96	64	54	72	32
6			32	48	4	96	128	118	136	32
7	I6=1/3,95	II-IV	16	80	4	160	64	54	72	32
8			64	80	4	160	256	246	264	32
9	I7=1/3.95	IV-V	16	80	4	160	64	54	72	32
10			64	80	4	160	256	246	264	32
11	I8=1,98	V-III	49	84	4	168	196	186	204	32
12			35	84	4	168	140	130	148	32
13	I9=1/1.41		28	84	4	168	112	102	120	32
14			56	84	4	168	224	214	232	32
15	I10=1/3.95i8=1/2,8		17	84	4	168	68	58	76	32
16		II-III	67	84	4	168	268	258	276	32
17	I4=1		34	68	4	136	136	126	144	32
18			34	68	4	136	136	126	144	32
19	I5=1/2,8		18	68	4	136	72	62	80	32
20			50	68	4	136	200	190	208	32

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВАЛОВ

Находим момент крутящий на выходном валу: