Модернизация коробки скоростей станка (стр. 3 из 10)
Зубчатые передачи проверяют на контактную выносливость зуба и на выносливость при изгибе по формулам:
ZH = 1,76 ( при a = 20°; b = 0° ) – коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зуба.
ZM = 274 ( для стальных колес) - коэффициент учитывающий механические свойства материала сопряженных колес.
Ze = 0,9 ( при a = 20°; b = 0° ) - коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.
– расчетная окружная силаd = m × Z – диаметр делительной окружности
m – модуль зубчатого колеса
МКР – крутящий момент на рассчитываемом валу
КН – коэффициент нагрузки
КН = КНa × КНb × КНv
КНa = 1 ( прямозубые колеса ) – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.
КНb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, выбирается по таблице (конспект).
КНv – динамический коэффициент, зависящий от окружной скорости, степени точности, твердости поверхности.
b – ширина венца зубчатого колеса
- передаточное числоФормула для проверки передач на выносливость при изгибе:
YF – коэффициент формы зуба, выбирается по таблице (конспект).
KF - коэффициент нагрузки
КF = КFb × КFv
КFb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба.
КFv – динамический коэффициент.
КFv = 2КHv – 1 при НВ < 350
Рассчитываем передачу
Рассчитываемое колесо Z = 24 b = 15мм, m = 2,5 мм
расположение консольное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m × Z = 2,5 × 24 = 60 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КНa × КНb × КНv = 1 × 1,1 × 1,21 = 1,33
КНa = 1 ( a = 20°; b = 0° )
КНb = 1,1 (
)КНv = 1,21 (
)Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 3,96 ( при Z = 24 )
Коэффициент нагрузки
КF = КFb × КFv = 1,37 × 1,42 = 1,94
КFb = 1,37 (
)КFv = 2КHv – 1 = 2 × 1,21 –1 = 1,42
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса –
сталь 40НХ закалка ТВЧ сквозная 48…56 HRC
2.5 Силовые проверочные расчеты зубчатых передач
Коробка скоростей тихоходная, так как nшп min< 80 мин-1
Расчетными будут являться нижние точки структурного графика, а на предшпиндельном валу определяем дополнительную точку исходя из условия:
2.5.1 Определение расчетных частот вращения валов
2.5.2 Определение крутящих моментов на валах
Строим структурный график с расчетными точками
 |  |  |  | ||||||||
 | n мин-1 | ||||||||||
| nэл 1430 мин-1 | 1400 | ||||||||||
| 900 | |||||||||||
 | 500 | ||||||||||
 |  | 355 | |||||||||
| 224 | |||||||||||
 | 140 | ||||||||||
| 90 | |||||||||||
| 56 | |||||||||||
| Эл. Прив. | I гр”a” | II гр”б” | III гр”в” | IV пост. | V | ||||||
Рис 2.5 - Структурный график
2.5.3 Силовой проверочный расчет зубчатых передач
В каждой групповой передаче будем проверять меньшее зубчатое колесо.
Группа «а»
Рассчитываемое колесо Z = 25 b = 13 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m × Z = 2,5 × 25 = 62,5 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КНa × КНb × КНv = 1 × 1,1 × 1,14 = 1,25
КНa = 1 ( колеса прямозубые )
КНb = 1,1 (
)КНv = 1,14 (
)Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 3,96 ( при Z = 25 )
Коэффициент нагрузки
КF = КFb × КFv = 1,04 × 1,28 = 1,33
КFb = 1,04 (
)КFv = 2КHv – 1 = 2 × 1,14 – 1 = 1,28
Проверяем передачу на выносливость при изгибе.
Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 45XH закалка ТВЧ, поверхностная НRС 48…52
Группа «б»
Рассчитываем передачу
Рассчитываемое колесо Z = 16 b = 18 мм, m = 3 мм, расположение не симметричное.
Степень точности 7С, НВ < 350
Диаметр делительной окружности d = m × Z = 3 × 16 = 48 мм
Крутящий момент:
Окружная сила:
Передаточное число
Коэффициент нагрузки
КН = КНa × КНb × КНv = 1 × 1,25 × 1,07 = 1,33
КНa = 1 ( колеса прямозубые )
КНb = 1,25 (
)КНv = 1,07 (
)Проверяем передачу на контактную выносливость
Коэффициент формы зуба
УF = 4,3 ( при Z = 16 )
Коэффициент нагрузки
КF = КFb × КFv = 1,12 × 1,14 = 1,27
КFb = 1,12 (
)