Расчет технических параметров станков (стр. 3 из 5)

Проверочный расчет зубчатых передач на прочность

Расчет проведем для расчетной цепи по [2] с применением специализированного САПР.

Определяем расчетные моменты на валу ведущих колес по формуле:

Где М_тяг – момент на тяговом валу, Нм, М_тяг=520,8Нм (см. п. 3.1.1);

– коэффициент полезного действия на i-м валу, об/мин.

Расчет моментов начинаем с десятого вала; передаточные отношения на валах берем с графика подач рисунка 3:

1) i₁₀ = 1/47

;

2) i₉ = 1

;

3) i₈ = 40/40

;

4) i₇ = 26/52

;

5) i₆ = 25/50

;

6) i = 21/30

;

7) i₅ = 30/34

;

Исходные данные для расчета зубчатых передач занесем в таблицу 2:

Для определения расчетной частоты вращения ведущего колеса и наибольшей частота вращения ведущего колеса в коробке подач возьмем значения частот вращения из структурной схемы коробки скоростей, и умножая эти значения на передаточные отношения расчетной цепи коробки подач получим нужные нам значения.

Значения частот из коробки скоростей следующие:

Определяем значения частот вращения валов в коробке подач по следующим формулам:

Значения наибольшей и расчетной частот вращения 5-го вала:

Значения наибольшей и расчетной частот вращения промежуточного вала:

Значения наибольшей и расчетной частот вращения 6-го вала:

Значения наибольшей и расчетной частот вращения 7-го вала:

Значения наибольшей и расчетной частот вращения 8-го вала:

Таблица 2

№	Наименование	Обозначение	Размерность	Номер передачи
				1	2	3	4	5
1	Расчетный момент на валу ведущего колеса	М	Нм	3,89	4,21	5,72	10,86	20,65
2	Вид передачи			цилиндр прямозуб	цилиндр прямозуб	цилинпрям	Цил прям	Цил прям
3	Угол наклона зуба		град	0	0	0	0	0
4	Модуль передачи	m	мм	2	2	2	2	2
5	Число зубьев ведущего колеса			30	21	25	26	40
6	Число зубьев ведомого колеса			34	30	50	52	40
7	Ширина зубчатого венца ведущего колеса		мм	12	12	12	12	12
8	Ширина зубчатого венца ведомого колеса		мм	12	12	12	12	12
9	Конструкция (признак переключения) передачи			Не Переключаемая	непереключаемая	Перек	Перек	Перек
10	Расположение зубчатого колеса на валу			посредине	На консоли	Вблизи	Вблизи	Вблизи
11	Расчетная частота вращения ведущего колеса		об/мин	125	110	77	38,5	19,25
12	Наибольшая частота вращения ведущего колеса		об/мин	1000	882	616	308	154
13	Время работы передачи с нагрузкой	Т	час	5000	5000	5000	5000	5000
14	Коэффициент коррекции ведущего колеса			0	0	0	0	0
15	Коэффициент коррекции ведомого колеса			0	0	0	0	0
16	Признак связи колеса с шестерней			Не паразитное	Не паразитное	Не Паразит.	Не Паразит.	Не Паразит
17	Режим нагрузки передачи			Средний	Средний	Средн	Сред	Сред
18	Характер процесса резания			Равномерный	Равномерный	Равн	Равн	Равн
19	Вид механической обработки зубьев			шлифован	шлифован	шлифован	шлиф	нешлиф
20	Материал ведущего колеса			40Х-Н	40Х-Н	40Х-Н	40Х-Н	40Х-Н
21	Материал ведомого колеса			40Х-Н	40Х-Н	40Х-Н	40Х-Н	40Х-Н

Подробный расчет валов. Расчет валов ведем по [3]. Расчет моментов на колесе, приводящем вал в движение: Программа расчета двухопорных валов позволяет работать с валами, на которых расположено только два колеса. Поэтому рассматриваем только колеса входящие в расчетную цепь. Моменты для них уже были рассчитаны в п. 3.2.1. ассчитаем 8-й, 9-й вал на прочность и жесткость. Подготовим исходные данные для расчета обоих валов. Материал для 8-го и 9-го вала принимаем Сталь 45 с пределом текучести σ_т=450 МПа, пределом прочности при кручении σ_-1=340 МПа, пределом прочности σ_в=750 МПа. Используя чертеж № 06.С.03.15.01.000 ВО – лист 1 и № 06.С.03.15.03.000 ВО – лист 2, составляем расчетные схемы валов. Расчетная схема восьмого вала

Рисунок 4

Расчетная схема девятого вала

Рисунок 5

Исходные данные для восьмого вала:

1) M – крутящий момент на зубчатом колесе, приводящем вал в движение;

M = 20,65 Н×м (см. п.3.2.1).

2) DHO = m×z – диаметры начальных окружностей зубчатых колес в местах приложения нагрузок.

DHO₂ = 2·40 = 80 мм;

DHO₄ = 2×52 = 104 мм.

3)

- тангенс суммы углов зацепления и трения, при стандартном a = 20° принимаем .

4) KS – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений в опасных сечениях вала.

;

Используя таблицы [3] определяем: для шлицевого участка вала и материала с s_в = 750 МПа k_s = 1,6; для материала с s_в = 750 МПа и классом шероховатости 6 k_sn = 1,1.

.

5) KT – эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений опасных сечениях вала.

;

Используя таблицы [3] определяем: для шлицевого участка вала и материала с s_в = 750 МПа k_t = 2,45; для материала с s_в = 750 МПа и классом шероховатости 6 k_tn = 1,1.

.

6) n – частота вращения вала под нагрузкой;

n = 19,25 об/мин

7) L1, L2, L3 – длины участков вала 1, 2, 3 в соответствие с составленной расчетной схемой. Длина L указывается со знаком “минус”, если это – расстояние от опоры до зубчатого колеса, при чем колесо находится между опорами.

L1 = -34,5 мм, L2 = 97,5 мм, L3 = -49 мм.