2.2. Определение чисел зубьев шестерён

Числа зубьев не коррегированных колёс, исходя из условия отсутствия подрезания при их изготовлении и из конструктивных соображений, не следует принимать менее

Z_min=(17-)20-22.

Числа зубьев в группе передач, содержащей шестерни одинакового модуля, можно определить различными способами, и в том числе:

- способом наименьшего общего кратного;

- упрощенным способом;

- с помощью логарифмической линейки;

- по специальным таблицам.

Рассчитаем число зубьев каждой в программе Design

Получаем: Z₁=17

Z₂=34

Z₃=30

Z₄=18

где z_i – число зубьев на i-ой шестерне.

3. Описание конструкции разработанного узла

Коробка скоростей сверлильно-фрезерно-расточного станка состоит из двух валов.

На первом валу крепится муфта, получающая крутящий момент от электродвигателя. Также на первом валу с помощью призматической шпонки закреплены 2 зубчатых колеса передающих момент на второй вал. А также электромагнитная муфта. На втором валу аналогично закреплены 2 зубчатых колеса и электромагнитная муфта.

Все неподвижные колеса закреплены втулками и стопорными кольцами для исключения перемещения колес по валу.

4. Расчёты деталей и механизмов привода главного движения

4.1. Динамический расчет привода

Определим минимальные частоты вращения каждого вала коробки скоростей, при которых развиваются максимальные вращающие моменты:

В соответствии с этим выбираем расчетную цепь.

Расчетная цепь:

_{Определим мощности на каждом валу коробки скоростей с учётом потерь в каждой кинематической паре:}

_{Максимальные вращающие моменты на валах, определим по формуле [2]:}

,

где Р_i – мощность на каждом валу, кВт; n_i – частота вращения вала, мин^-1.

4.2.Расчет зубчатых колес

Модули зубчатых колёс рассчитываем, исходя из прочности зуба на изгиб и усталости поверхностных слоёв по формулам:

где: k = k_д ∙ k_к ∙ k_р = 2,4 – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по

сравнению с номинальной от действия различных

факторов,

где: k_д ≈ 2 – коэффициент динамичности нагрузки;

k_к ≈ 1,2 – коэффициент концентрации нагрузки;

k_р ≈ 1 – коэффициент режима.

N – номинальная передаваемая мощность вала с шестерней;

n – минимальная частота вращения шестерни;

z – число зубьев шестерни;

y = (0,1 …0,13) – коэффициент формы зуба;

ψ = (6 … 10) – коэффициент ширины;

i – передаточное отношение пары;

σ_доп – допускаемое напряжение контактной нагрузки;

R_в – допускаемое напряжение изгибной нагрузки.

Первоначально предполагая, что зубчатые колёса изготовлены из стали 40Х (σ_в = 900 МПа, σ_т = 750 МПа), со средней твёрдостью шестерни НRC_ср = 45 (улучшение и закалка ТВЧ), по известным из курса «Детали машин» формулам [6] примем σ_доп и R_в равными:

МПа

Мпа

Из полученных модулей выбираем наибольший и округляем его до ближайшего стандартного значения и принимаем для всех пар данной групповой передачи.

Первая ступень (зацепление 17:34, валы I – II):

Принимаем m =5

Определим делительный диаметр зубчатых колёс по формуле [6]:

– зубчатые колёса изготавливаются прямозубыми.

Определим диаметр окружностей вершин и впадин зубьев колёс по формулам [2]:

диаметр вершин зубьев; диаметр впадин зубьев; коэффициент смещения.

Ширина шестерён ступени:

;

Полученные данные сведем в таблицу.

Колеса	Делительный Диаметр dw	Диаметр вершин da	Диаметр впадин df	Ширина венца b	Модуль m
17	85	95	72,5	55,5	5
34	170	180	157,5	55,5
30	150	160	137,5	55,5
18	90	100	77,5	55,5