8. Расчет максимальных крутящих моментов на валах коробки.

8.1. Расчёт КПД участка цепи до i – го вала:

8.2. Расчёт мощности на i – ом валу:

8.3. Расчёт максимальных крутящих моментов:

n _{i расч} = n _{i min} – для всех валов, кроме последнего.

При определении Т_max последнего вала учитывается, что в нижней трети диапазона регулирования шпинделя полная мощность привода не используется в силу специфики работ, выполняемых на низких скоростях. Поэтому за расчетную частоту вращения последнего вала коробки принимаем частоту, превышающую минимальную на треть диапазона регулирования.

При z_n =12, n _р = n ₄ работает на полной мощности.

n_o = 1465 об/мин.

n₁ = 1400 об/мин.

n₂ = 500 об/мин.

n₃ = 125 об/мин, по структурному графику n₃ = 355 об/мин.

n₄ = 90 об/мин.

( для расчета диаметра)

(для расчета модуля)

9. Предварительный расчёт диаметров валов коробки.

, где

- диаметр рассчитываемого вала, мм

= 15Мпа – допускаемое напряжение кручения, при расчёте диаметра вала в месте установки зубчатого колеса;

= 20Мпа – допускаемое напряжение кручения, при расчёте диаметра вала за корпусом.

9.1. Диаметр нулевого вала:

принимаем 6х28х34х7.

9.2. Диаметр первого вала:

принимаем 6х28х34х7.

9.3. Диаметр второго вала:

принимаем 8х42х48х8.

9.4. Диаметр третьего вала:

принимаем 8х62х72х12.

9.5. Диаметр четвёртого вала:

принимаем 10х72х82х12.

10. Расчёт первой элементарной коробки.

10.1. Выбор материала термообработки зубчатых колёс:

Сталь 40Х ГОСТ 4543-71, улучшение и закалка ТВЧ, МПа, МПа, , МПа, МПа.

Где - предел прочности при растяжении, - предел текучести, - предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, - предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений.

Примечание: значения и приведены для средней твёрдости указанных материалов.

10.2. Проектный расчёт зубчатых передач:

,

где

- число зубьев рассчитываемой шестерни;

- коэффициент ширины зубчатого венца, , для предварительного расчета принимать ;

- коэффициент, учитывающий форму зуба рассчитываемой шестерни;

- расчетный крутящий момент по напряжениям изгиба на валу рассматриваемой шестерни, ;

- допускаемое напряжение изгиба;

,

где - максимальный крутящий момент на валу, рассчитываемой шестерни;

- коэффициент, учитывающий динамические нагрузки;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

,МПа, - допускаемое напряжение, где:

- базовой изгибной выносливости, МПа;

- коэффициенты безопасности;

- коэффициенты долговечности;

- коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки.

округляем до стандартного

10.3. Проверка по условию обеспечения равнопрочности втулки насадного колеса шлицевому соединению его с валом.

;

15,25>6

11. Кинематический расчет первой элементарной коробки.

11.1.

k=3, p=2, q= 1

принимаем z₁=24

11.2. принимаем z₂=67

11.3.

11.4.

11.5. принимаем z₅=30

11.6.

12. Расчет второй элементарной коробки.

12.1. Материал тот же для всех элементарных коробок.

12.2. Нм

округляем до стандартного

12.3. Проверка: ;

21>8

13. Кинематический расчет второй элементарной коробки.

13.1. Назначаем число зубьев ведущего колеса базовой передачи исходя из минимилизации коробки (для самого малого колеса):

z₇ =25

k=4, q= 1

13.2. принимаем z₈=99

13.3.

Принимаю z₉=51

14. Расчет третьей элементарной коробки.

14.1. Материал тот же для всех элементарных коробок.

14.2. Нм

округляем до стандартного

14.3. Проверка: ;

9>8

15. Кинематический расчет третьей элементарной коробки.

15.1. Назначаем число зубьев ведущего колеса базовой передачи исходя из минимилизации коробки (для самого малого колеса):

z₁₁ =25

k=4, q= -2

15.2. принимаем z₁₂=99

15.3.

16. Расчет зубчатой передачи.

16.1. Материал тот же, что и для коробок.

16.2. Нм

округляем до стандартного

16.3. Проверка ; ;

16,75>6

17. Кинематический расчет зубчатой передачи.

Вал двигателя с первым валом коробки связан зубчатой передачей. Как и для элементарной коробки назначаем число зубьев ведущей шестерни z¹:

17.1.

17.2. , принимаю

18. Проверка кинематического расчета сложной коробки по допустимому отклонению фактических частот вращения шпинделя от стандартных.

– относительное отклонение от стандартной частоты вращения:

19. Проверочный расчет зубчатых передач коробки.

Этот расчет предусматривает проверку зубьев ведущих шестерен базовых передач элементарных коробок.

по напряжениям изгиба;

по контактным напряжениям;

где и - расчетные напряжения изгиба и контактное, МПа;

и - допускаемые напряжения;

- соответственно модуль, число зубьев и ширина венца рассчитываемой шестерни i-передачи, принимаются из проектного расчета;

- коэффициент, учитывающий форму зуба рассчитываемой шестерни;

- фактическое передаточное число рассчитываемой передачи;

- межосевое расстояние рассчитываемой элементарной коробки, мм;

- Расчетные крутящие моменты по напряжениям изгиба и контактным напряжениям, Нм;

,МПа, - допускаемые напряжения, где:

- базовые пределы выносливости;

- коэффициенты безопасности;

- коэффициенты долговечности;

- коэффициент, учитывающий характер приложения нагрузки.

Кроме того, , окружная скорость передачи.

19.1. Проверочный расчет первой элементарной коробки.

(7 степень точности)

19.2. Проверочный расчет второй элементарной коробки.

(8 степень точности)

19.3. Проверочный расчет третей элементарной коробки.

(7 степень точности)

17