Модернизация привода главного движения станка модели 6С12Ц с бесступенчатым изменением частоты (стр. 3 из 8)

Расчетные формулы для стальных закаленных цилиндрических прямозубых зубчатых передач коробок скоростей и подач имеют вид:

, мм.

, мм.

где

- крутящий момент на валу шестерни (меньшего колеса) передачи в Нм;

z - число зубьев шестерни;

i - передаточное число, равное отношению числа зубьев большего колеса к числу зубьев меньшего колеса (

), независимо от того, понижающей передача или повышающая;

- знак плюс для подач наружного зацепления, минус внутреннего;

- коэффициент формы зуба, =0,495;

b - рабочая ширина зубчатого венца колеса в мм;

=7;

- коэффициенты, учитывающие увеличение нагрузки на передачу по сравнению с номинальной вследствие неравномерного характера процесса резания в работы привода;

где

‑ коэффициент перегрузки.

, ‑ коэффициенты динамичности нагрузки, учитывающие дополнительные динамические нагрузки на зубья колес, возникающие при работе передачи вследствие погрешностей ее изготовления и монтажа, а также деформаций зубьев под нагрузкой; ведя окружная скорость передачи

1 м/с, то = =1;

коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине зуба; учитывают увеличение нагрузки на опасном участке контактной линии вследствие упругих деформации валов и подшипников и погрешностей изготовления сопряженных колес, ведущих к взаимному перекосу контактирующих зубьев;

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

‑ 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, учитывающие благоприятное влияние переменного режима работы универсального станка на величину допускаемого напряжения, когда через рассчитываемую передачу не всегда передается полная мощность, что позволяет повысить допускаемые напряжения по сравнению с длительными пределами выносливости; величина берется из табл., а рассчитывается по формуле:

где

- расчетное (базовое) число циклов нагружения при испытании материала шестерни на усталостную прочность;

- количество передач в группе, где находится рассматриваемая передача;

- расчетная частота вращения шестерни в мин^-1;

‑ коэффициенты увеличения и , зависящие от степени универсальности станка в расположения передачи ближе к входному или выходному валу привода;

Определяем значения, необходимые для нахождения

.

Учитывая отсутствие упругих и деформирующих элементов упругих муфт, резкий пуск и торможение и неравномерный характер процесса резания принимаем

=1,4.

Предварительно принимаем модуль m=3

Определяем величину окружной скорости:

,м/с

Определяем отношение по формуле:

Принимаем 7-й класс точности, тогда

=1,05

Определяем величину отношения:

Учитывая, что шестерня расположена вблизи одной опоры и вал жесткий принимаем

=1,15.

Определяем значение коэффициента

:

В качестве материала зубчатого колеса примем сталь 40Х. Вид термообработки – объемная закалка.

Для расчета допускаемого напряжения определим следующие параметры:

· предел выносливости принимаем

=1,9*10⁸Н/м,

· коэффициент шлифования зуба принимаем

=1,

· коэффициент универсальности станка принимаем для передачи расположенной ближе к входному валу

=1,4

Определяем допускаемое изгибное напряжение:

Н/м²

Рассчитываем модуль зубчатой передачи по изгибным напряжениям:

Для расчета модуля по контактным напряжениям определяем: коэффициент увеличения нагрузки, для этого находим значения его составляющих.

Учитывая отсутствие упругих и деформирующих элементов упругих муфт, резкий пуск и торможение и неравномерный характер процесса резания принимаем

=1,4.

По сделанным ранее расчетам принимаем

=1,03.

Аналогично принимаем

=1,1.

Определяем значение коэффициента

:

Для расчета допускаемого напряжения определим следующие параметры:

· предел выносливости принимаем

=9,5*10⁸ ,

· коэффициент универсальности станка рассчитываем, для этого принимаем:

количество передач р=2,

базовое число циклов

=7*10⁷,

=1,2;

=1,7.

Рассчитываем:

Определяем допускаемые контактные напряжения:

Н/м²

Рассчитываем модуль зубчатой передачи по изгибным напряжениям:

Принимаем ближайший стандартный модуль m=3

5.1.2 Проверочный расчет косозубой конической передачи

Исходные данные:

· количество зубьев шестерни составляет z=35,

· передаточное отношение равно i=1,

· угол наклона зуба - β = 25°,

· материал колеса - сталь 40Х, ТО – объёмная закалка.

Расчетные формулы для стальных закаленных цилиндрических прямозубых зубчатых передач коробок скоростей и подач имеют вид: