Проектирование токарно-винторезного станка (стр. 4 из 5)

Эквивалентное число циклов:

где

- продолжительность работы передачи, час; с=1- число зацеплений.

KНЕ=1³·0,6+0,6³·0,4=0,6864-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки передачи в соответствии с циклограммой .

Коэффициент долговечности:

Предел контактной выносливости

Для HB₁₍₂₎ ≤ 350 и способе термообработки – улучшение:

Таким образом, допускаемые контактные напряжения:

Расчетные допускаемые контактные напряжения:

ДОПУСКАЕМЫЕ ИЗГИБНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Базовое число циклов N_Flim=4·10⁶ циклов

Эквивалентное число циклов (см.п.3.1.3) :

Коэффициент долговечности:

Предел выносливости зубьев при изгибе:

Допускаемые изгибные напряжения:

Допускаемые напряжения при действии максимальных нагрузки:

8. Прочностной расчет зубчатых передач

Расчет межосевого расстояния и выбор основных параметров передачи.

Межосевое расстояние

Ориентировочное значение модуля по формуле ([6], с. 184, форм. 9.5):

где y_bd ─ коэффициент ширины шестерни относительно диаметра принимается y_bd=0,6;

Y_F1 ─ коэффициент учитывающий форму зуба принимается Y_F1=4,1;

K_Fb ─ коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца принимается K_Fb=1,17;

K_m ─ вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач принимается K_m=1,4;

принимается m=3 мм.

Определяем размеры венцов колёс:

для передачи Z₃-Z₃^/

d₁=m∙Z₃=3∙36=108 мм

d₂=m∙Z₂=3×36=108 мм

Диаметры вершин:

для Z₃-Z₃^/

d_a1=d₁+2∙m=108+2∙3=114 мм

d_a2=d₂+2∙m=108+2∙3=114 мм

Диаметры впадин:

для Z₃-Z₃^/

d_f1=d₁-2,5∙m=108-2,5∙3=100,5 мм

d_f2=d₂-2,5∙m=108-2,5∙3=100,5 мм

Расчётное межосевое расстояние, мм

a_w=0,5(d₂+d₁)=0,5(108+108)=108 мм

Действительное передаточное отношение:

Рабочая ширина зацепления:

Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям.

Окружная сила:

Окружная скорость:

;

Удельная расчетная окружная сила, Н/мм

Расчетные контактные напряжения:

, где

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

для косых зубьев

,

Удельная расчетная окружная сила при изгибе, Н/мм

Коэффициент, учитывающий форму зуба ([1],рис.4.2.5).

Y_FS1=3,95

Y_FS2=3,45

Расчетные напряжения изгиба зуба, МПа

Следовательно, на изгиб зубья вполне прочные.

Проверка прочности зубьев при перегрузках

1) Максимальные контактные напряжения, МПа

Максимальные напряжения изгиба, МПа

Силы в зацеплении зубчатых колес

1)Уточненный крутящий момент на шестерне, Нм

2)Окружные силы, Н

3)Радиальные силы, Н

Остальные размеры колёс рассчитываются аналогично и записываются в таблицу 1.

Таблица 1. Основные размеры и характеристики зубчатых колёс

Z	Диаметры, мм			Число зубьев колёс	Ширина зубчатых венцов, мм	Отношение b/d
	d	da	df
Z1Z`1Z2Z`2Z3Z`3Z4Z`4Z5Z`5Z6Z`6Z7Z`7Z8Z`8	84132961201081085416284132120965421618090	9013810212611411460168901381261026022218696	76,5124,588,5112,5100,5100,546,5154,576,5125,5112,588,546,5208,5172,582,5	28443240363618542844403218726030	20162016201620162016201620242024	0,240,120,210,130,180,140,370,0980,240,120,160,160,370,110,110,26

9. Предварительный расчёт валов

Для валов выбираем материал: Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Термическая обработка: нормализация + отпуск НВ 230¸285

Т – крутящий момент, Н∙мм

[τ_к] – допускаемое напряжение при кручении, МПа

[τ_к]=20...30

Выходной конец вала электродвигателя d_I=28 мм

мм

Принимаем d_II=30 мм

мм

Принимаем d_III=30мм

мм

Принимаем d_IV=35 мм

мм

Принимаем d_V=55 мм

Основной расчёт валов.

На валу размещен блок из трёх зубчатых колес.

Вал передает момент

В зацеплении со стороны шестерни действуют силы:

¾ окружная

¾ радиальная

Нагрузка, изгибающая вал в ременной передачи определяется по формуле:

¾

Расстояние между серединами подшипников

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

Полные поперечные реакции в опорах А и В:

Изгибающие моменты:

¾ в вертикальной плоскости

¾ в горизонтальной плоскости

Суммарный изгибающий момент в сечении под шестерней (это самое нагруженное сечение).

Эквивалентный момент.

Диаметр в рассчитываемом сечении.

Окончательно принимаем по ГОСТ 6636-69 диаметр вала d = 28 мм.