- •3. Расчеты по выбору параметров зубчатых передач 11
- •Введение
- •1. Исходные данные
- •2. Обоснование выбора двигателя и кинематической схемы коробки скоростей (кс)
- •2.1. Построение требуемых нагрузочных характеристик привода
- •2.2. Выбор двигателя и структуры кс
- •Определение модуля зубчатых колес
- •3. Расчеты по выбору параметров зубчатых передач
- •3.1. Определение чисел зубьев зубчатых колес
- •3.2. Определение частот вращения электродвигателя, валов и шпинделя
- •Расчет межосевых расстояний и диаметров колес
- •Расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления
- •Разработка конструкции коробки скоростей
- •4.1. Электродвигатели и способы их соединения с кс
- •Зубчатые колеса
- •Шпоночные и шлицевые соединения
- •Пружинные разрезные кольца
- •Определение расчетных нагрузок
- •Расчет мощности холостого хода и кпд привода
- •Определение расчетных частот вращения и моментов на валах для расчета на прочность
- •Определение усилий в зубчатых передачах
- •Расчеты деталей на прочность и жесткость
- •Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •6.1.1. Расчет зубьев на выносливость при изгибе
- •6.1.2. Расчет на контактную выносливость.
- •Расчеты по валам и их опорам
- •6.2.2. Расчет жесткости валов
- •Расчет шлицевых и шпоночных соединений
- •6.3.1. Шлицевые соединения
- •6.3.2. Шпоночные соединения
- •7. Проектирование механизма переключения блоков
- •Конструирование и расчет шпиндельного узла
- •Выбор основных параметров
- •Особенности конструкции
- •Расчет жесткости шпинделя токарного станка
- •8.5. Расчет долговечности подшипников шпинделя
- •8.5.1. Определение усилий, действующих на шпиндель.
- •8. 5.2. Определение реакций опор.
- •8.5.3. Расчет долговечности подшипников.
Расчет межосевых расстояний и диаметров колес
Межосевые расстояния при прямозубых колесах без коррекции можно определить по формуле:
Тогда для нашего случая:
;
где: m - модуль зубчатого зацепления, мм;
Делительные диаметры зубчатых колес определяем по формуле:
Тогда:
Диаметры вершин зубьев колес равны:
где: hа = 1 - коэффициент высоты головки зуба.
Диаметр впадин зубьев.
Расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления
Определим окружные скорости колес по формуле:
где: nнаиб. – наибольшая частота вращения вала колеса с числом зубьев Z, при которой работает данная передача (см. график рис.3.2);
Тогда для каждой передачи:
;
;
.
При
конструировании следует стремиться к
снижению максимальных окружных скоростей,
так как повышение точности изготовления
колес вызывает усложнение и удорожание
их изготовления. При высоких скоростях
(более 20…30 м/с) целесообразно применять
косозубые колеса с переключением их
при помощи муфт.
В станкостроении в главных приводах используются преимущественно зубчатые колеса 5-й и 6-й и реже 4-й и 7-й степеней точности.
Таблица 3.3.
№ по схеме |
Число зубьев |
Модуль, мм |
Ширина венца, мм |
Материал |
Термообработка зубьев |
Твердость |
Степень точности |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
26 |
5 |
55 |
Сталь 18ХГТ |
Цементация и закалка |
HRC 56..60 |
5 |
2 |
65 |
5 |
50 |
Сталь 40Х |
Закалка |
HRC 45..50 |
5 |
3 |
25 |
6 |
60 |
Сталь 18ХГТ |
Цементация и закалка |
HRC 56..60 |
6 |
4 |
100 |
6 |
65 |
Сталь 40Х |
Закалка |
HRC 45..50 |
6 |
5 |
74 |
6 |
60 |
Сталь 18ХГТ |
Цементация и закалка |
HRC 56..60 |
5 |
6 |
51 |
6 |
65 |
Сталь 40Х |
Закалка |
HRC 45..50 |
5 |
Разработка конструкции коробки скоростей
Выбрав структуру и кинематическую схему привода, а также определив основные параметры зубчатых колес, можно приступить к разработке конструкции КС. При этом, учитывая недостаточный опыт проектирования, следует ориентироваться на устройство станка-прототипа, а также на приведенные в настоящем разделе рекомендации..
4.1. Электродвигатели и способы их соединения с кс
Фланцевые электродвигатели для центрирования вала двигателя относительно первого вала КС имеют специальный цилиндрический выступ на своем корпусе. Этот выступ входит в соответствующую расточку корпуса КС или шпиндельной бабки с посадкой Н8/h8.
Передача вращения от двигателя к первому валу КС осуществляется обычно при помощи жесткой или упругой муфты. Упругими элементами муфт могут быть резиновые шайбы, втулки, звездочки, металлические пружинные кольца и др. детали.
Назначение муфт: компенсация несоосности расположения соединяемых валов и снижение интенсивности ударных нагрузок в переходных режимах.
