Расчет и проектирование коробки скоростей к операционному токарному станку (стр. 3 из 4)

F_a0 = 2·893,974 ·sin

1787,9 H

Размеры профиля канавок на шкивах

(выбираются по табл. 9.20)

H = 15

B(b) = 4,2

t = 19

f = 12,5

φ = 34°…40°

Наружный диаметр шкивов

d_e1 = d_e2 = d_p1,2+2·b

d_e1,2 = 168+2·4,2 = 176,4 мм

Внутренний диаметр шкивов

d_f1 = d_f2 = d_e1,2 –2·H

d_f1,2 = 176,4 - 2·15 = 146,4 мм

Ширина ремня

B = Z·t

B = 3·19 = 57 мм

Ширина шкива

M = 2·f+(Z-1)·t

M = 2·12,5+(3-1)·19 = 63 мм

Определение геометрических параметров

d_i =

d_ai = d_i+2m

d_ti = d_i-2,5m

b = ψbd·d_i

d₁ =

мм

d_a1 = 82,5+2·2,75 = 88 мм

d_t1 = 82,5-2,5·2,75 = 75,625 мм

b₁ = 0,3·82,5 = 24,75 мм

d₂ =

мм

d_a2 = 115,5+2·2,75 = 121 мм

d_t2 = 115,5-2,5·2,75 = 108,625 мм

b₂ = 0,3·115,5 = 34,65 мм

d₃ =

мм

d_a3 = 66+2·2,75 = 71,5 мм

d_t3 = 66-2,5·2,75 = 59,125 мм

b₃ = 0,3·66 = 19,8 мм

d₄ =

мм

d_a4 = 132+2·2,75 = 137,5 мм

d_t4 = 132-2,5·2,75 = 125,125 мм

b₄ = 0,3·132 = 39,6 мм

d₅ =

мм

d_a5 = 82,5+2·2,75 = 88 мм

d_t5 = 82,5-2,5·2,75 = 75,625 мм

b₅ = 0,3·82,5 = 24,75 мм

d₆ =

мм

d_a6 = 115,5+2·2,75 = 121 мм

d_t6 = 115,5-2,5·2,75 = 108,625 мм

b₆ = 0,3·115,5 = 34,65 мм

aw = 99 мм (для всех колёс)

dt

di

da

Определение усилий действующих в зацеплении

T_эл = 51,103 H·м

H

H

T₁ = T_I = 75,7 H·м

H

H

Выбор и расчёт муфты

Электромагнитная фрикционная муфта с контактным токоподводом и постоянным числом дисков тип ЭТМ…2.

b=1,3…1,75 коэффициент сцепления

[P]_p – удельное давление

[P]_p=[P]·Kv

Kv =

Vcp =

Дср =

f = 0,25…0,4 (сталь феродо)-сухие

[P] = 0,25…0,3 Мпа –сухие

T = 75,7 H/м

i = 2·Zнар = 2·3 = 6

n = 337,75 об/мин

Дн = 53 мм

Дв = 45 мм

Дср =

Vcp =

P =

Kv =

Kv £ 1

[P]_p = 4,17·0,9 = 3,75

P<[P]_p

Расчёт валов на статическую прочность

Расчёт вала I

Ft2 = 1239 H

Ft3 = 2336 H

Fr2 = 451 H

Fr3 = 850,4 H

T = 75,7H×м

Ст 45 термообработка, улучшение

S МAг = 0

Бг =

S МБг = 0

Аг =

S МАв = 0

Бв =

S МБв = 0

Ав =

Определение наибольшего изгибающего и вращающего моментов в опасном сечении

Принимаем

По эпюрам и реакциям находим максимальный изгибающий момент.

Tmax = 1,5×T = 1,5×75,7 = 113,55 H×м

Определение эквивалентного напряжения в опасном сечении

По эмперической теории прочности

sэкв =

запас прочности по пределу текучести в опасном сечении

для стали 45

НВ³200 s_Т = 280Мпа

Расчёт вала II

Ft4 = 850,4 H

Ft4 = 2336 H

R = 1189 H

T = 147,8 H×м

Ст 45 термообработка, улучшение

S МAг = 0

Бг =

Аг = F_r4 – Бг + R = 850,4-1746+1189=293,4

S МАв = 0

Бв =

Ав = -F_t4 + Бв = 511-2336=-1825

Определение наибольшего изгибающего и вращающего моментов в опасном сечении

Принимаем

По эпюрам и реакциям находим максимальный изгибающий момент.

Tmax = 1,5×T = 1,5×147,8 = 221,7 H×м

Определение эквивалентного напряжения в опасном сечении

По эмперической теории прочности

sэкв =

запас прочности по пределу текучести в опасном сечении

для стали 45

НВ³200 s_Т = 280Мпа

Расчёт на сопротивление усталости вала II

имеем 2 опасных сечения (I и II)

М_{Г I} = А_Г×0,035 = 293,4×0,035 = 10,3 H×м

М_{Г II} = Ft×0,05 = 1189×0,05 = 59,45 H×м

М_{В I} = А_В×0,035 = 1825×0,035 = 63,8 H×м

Суммарные значения изгибающих моментов

Определение нормального напряжения в опасных сечениях

j = 0,5(Kv-1) = 0,5(1,2-1) = 0,1

dв = 45мм

Wu_I =

Wu_II =

Мпа

Мпа

s_m = 0 (для симметричного цикла)

Определение касательных напряжений

t_а = t_m =

Wk =

t_аI = t_mI =

МПа

t_аII = t_mII =

Мпа

Расчёт эффективного концентратора напряжения

I es = 0,83 et = 0,77 (dв=45мм)

II es = 0,83 et = 0,77 (dв=45мм)

I Ú /обточка sв = 560 Ksп = Ktп = 1,05

II Ú /шлифование sв = 560 Ksп = Ktп = 1,0

I sв = 560 и шпоночная канавка

Ks = 1,76

Kt = 1,54

II sв = 560