Модернизация привода главного движения станка модели 6С12Ц с бесступенчатым изменением частоты (стр. 4 из 8)

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;

- коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, выбирают в зависимости от эквивалентного числа зубьев z_v.

Z_v=

.

В зависимости от Z_v выбираю у_F=3,815;

Коэффициент нагрузки предварительно принимаю K =1,5;

Коэффициент ширины колеса

=7;

Определяем допускаемое изгибное напряжение:

Н/м²;

- коэффициент, учитывающий изменение нагрузочной способности по изгибающим напряжениям конической передачи по сравнению с цилиндрической прямозубой, =0,65+0,11i=0,65+0,11=0,76 (при твердости HRC > 45).

Тогда

Определяем внешний круговой модуль

через средний модуль :

мм

Округляем полученное значение до стандартного, тогда

=4,5 мм.

Определяем внешнее конусное расстояние:

мм, тогда фактический средний модуль равен:

где

,

мм, округляем до числа из стандартного ряда, и тогда мм;

мм.

Определенное значение внешнего конусного расстояния сравниваем с подсчитанным по формуле, так как имеем косозубую передачу:

= ≈77,2 мм

где

- сумма зубьев колес пары;

111,37>77,2 - условие

выполняется.

5.1.3 Проверочный расчет передач

Проверочный расчет конической передачи

Исходные данные:

m_te1,2 = 2,5, z_1,2 = 35, 7-A, δ = 45°; β = 25°, сталь 40Х, ТО - закалка ТВЧ.

Проверочный расчет на изгибную прочность

,

где

Н,

d_m=m_mn*z=3,45*35=120,75мм,

K_F= K_Fβ· K_FV=1·1,4=1,4,

K_H= K_Hβ· K_HV=1,05·1,2=1,26,

K_Fβ=1+( K_Hβ - 1)·1.5=1+(1-1)·1.5=1,

Z_v=

.

В зависимости от Z_v выбираю у_F=3,815. Тогда

МПа<[ ]=2,66·10⁸МПа –

Условие изгибной прочности выполняется.

Проверочный расчет на контактные напряжения

МПа<[ ],

[

]=13,3·10⁸МПа

Условие контактной прочности выполняется.

Прочностной расчет конической передачи проведен успешно.

Проверочный расчет цилиндрической передачи.

Исходные данные:

m_1,2 = 3, z_1,2 = 56, 7-A, сталь 40Х, ТО - закалка ТВЧ.

Проверочный расчет на изгибную прочность

,

где

,Н,

где K – коэффициент нагрузки,

K= K_β · K_V · K_α

K_β – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба, K_β = 1,3;

K_V – коэффициент динамичности нагрузки, K_V=1,22;

K_α – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями цилиндрических колес:

K_α = 1+0,06(П_ст-5),

где П_ст – назначенная степень точности передачи, П_ст=7

K_α = 1+0,06(7-5) = 1,12;

d=m*z=3*56=168 мм,

K= K_β · K_V · K_α= 1,3·1,22·1,12=1,78

Н.

В зависимости от Z_v выбираю у_F=3,825. Тогда:

МПа<[ ]=2,66·10⁸МПа –

Условие изгибной прочности выполняется.

Проверочный расчет на контактные напряжения

МПа<[ ], [ ]=13,3·10⁸МПа

Условие контактной прочности выполняется.

Прочностной расчет цилиндрической передачи проведен успешно.

5.2 Расчет зубчатой ременной передачи

Передача зубчатым ремнем по сравнению с клиновым или плоским ремнем при одинаковых габаритах позволяет передавать большой крутящий момент. Благодаря отсутствию скольжения она может быть использована для синхронизации вращения рабочих органов станка, манипулятора или промышленного робота. Передачу можно использовать при малых межцентровых расстояниях, повышенном значении передаточного числа. Допускается работа передачи в масле. В то же время для передачи зубчатым ремнем характерны повышенный шум при частоте вращения шкивов более 1500 об/мин, большая масса зубчатого ремня, относительно сложная конструкция шкивов.

Нагрузка на ремень. Исходные данные: номинальная мощность передаваемая ремнем Р=5,5 кВт, частота вращения шкива n=1600 об/мин, передаточное отношение передачи i=1.

Предварительно выбираю модуль передачи:

мм

Принимая модуль стандартным 5 мм, определяю наименьшее допускаемое число зубьев меньшего шкива

, вычисляю диаметр его делительной окружности мм и окружную скорость ремня:

м/с

Допускаемая удельная окружная сила, передаваемая ремнем

, для модуля 5 мм равна 35Н/см.

Удельная расчетная сила, передаваемая ремнем, при которой долговечность передачи составляет 4000-7000ч,

- коэффициент, учитывающий передаточное число передачи, = 2;

- коэффициент, учитывающий число зубьев на дуге обхвата меньшева шкива, = 0,9;

- коэффициент, учитывающий наличие в передаче натяжного ролика, = 1;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между витками каната в зависимости от ширины ремня, = 1;

- коэффициент, учитывающий влияние режима и длительности работы передачи, = 0,59;