
- •Аннотация
- •Введение
- •1 Кинематическая схема главного привода широкоуниверсального инструментального фрезерного станка
- •График частот
- •1.2 Передаточные отношения и числа передач
- •2.2 Уравнения балансов
- •4 Эскизная компоновка главного привода
- •4.1 Крутящие моменты на валах
- •4.2 Расчетные диаметры валов
- •4.2.1 Расчетные диаметры второго вала
- •4.2.2 Расчетные диаметры третьего вала
- •4.2.3 Расчетные диаметры пятого вала
- •4.2.4 Геометрические параметры горизонтального и вертикального шпинделей
- •4.3 Расчетные диаметры передач и их модули
- •4.3.1 Расчет цилиндрической прямозубой передачи и косозубых передач,,групповой передачи
- •4.3.2 Расчет постоянной цилиндрической прямозубой передачи
- •4.3.3 Расчет поликлиновой ременной передачи
- •5 Проверочный расчет наиболее нагруженного вала
- •6 Расчетные схемы действующих нагрузок на шпиндель
- •6.1 Составление расчетной схемы нагрузок на шпиндель и определение составляющих сил резания и
- •6.2 Определение составляющих сил резания и
- •6.3 Определение сил, действующих в зацеплении зубчатых колес привода шпинделя
- •7 Расчет шпинделя на жесткость
- •7.1 Составление расчетной схемы
- •7.2 Определение упругого перемещения переднего конца шпинделя
- •7.3 Определение угла поворота оси шпинделя в передней опоре
- •7.4 Сопоставление полученных и допускаемых значенийи
- •8 Регулирование натяга подшипников шпиндельных опор
- •9 Смазывание подшипников шпиндельных опор
- •10 Механизм переключения частот вращения шпинделя
- •11 Механизм зажима режущих инструментов
- •12 Технические требования к шпиндельной бабке
- •12.1 Требования, определяющие качество и точность изготовления
- •12.2 Требования к точности монтажа изделия
- •12.3 Требования к настройке и регулирования изделия
- •Прочие технические требования к качеству изделия
- •Условия и методы испытания
- •Правила эксплуатации фрезерных станков
- •Требования охраны труда к конструкции приводов станка
- •13.4 Требования охраны труда к конструкции станка
- •13.5 Требования охраны труда к органам управления станка
- •Литература
4.3 Расчетные диаметры передач и их модули
4.3.1 Расчет цилиндрической прямозубой передачи и косозубых передач,,групповой передачи
Исходные данные:
Расчет
ведется по наиболее нагруженной передаче
по следующим исходным данным:
Расчетный крутящий момент на втором валу привода
Число зубьев шестерни
Число зубьев колеса
Передаточное число
Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки:
В качестве материала для зубчатых колес назначается сталь 25ХГМ, которая отвечает необходимым техническим и эксплуатационным требованиям. В качестве термической обработки выбирается нитроцементация с закалкой, позволяющая получить твердость зубьев 58-60 HRC.
Проектный расчет прямозубой передачи
групповой передачи на контактную выносливость зубьев:
Диаметр
начальной окружности шестерни
рассчитывается
по формуле
где
– вспомогательный коэффициент; для
прямозубых передач
;
–расчетный
крутящий момент на втором валу привода,
–коэффициент
нагрузки для шестерни, равный 1,3-1,5;
принимается
–передаточное
число передачи:
–отношение
рабочей ширины венца передачи к начальному
диаметру шестерни:
-
допускаемое контактное напряжение, МПа
Допускаемое контактное напряжение для косозубых передач рассчитывается по формуле
где
- базовый передел контактной выносливости
поверхностей зубьев, соответствующий
базовому числу циклов перемены
напряжений:
;
–коэффициент
безопасности:
Коэффициент
отношения рабочей ширины венца передачи
к начальному диаметру шестерни может
приниматься в пределах
или определяться по формуле
где
– отношение рабочей ширины венца
передачи к начальному диаметру шестерни;
–отношение
рабочей ширины венца передачи к модулю:
–число
зубьев шестерни
Полученное
значение отношения рабочей ширины венца
передачи к начальному диаметру шестерни
и находится в допускаемых пределах.
Диаметр начальной окружности шестерни
Модуль передачи определяется из условия расчета на контактную выносливость зубьев по рассчитанному значению диаметра начальной окружности шестерни по формуле
где
– диаметр начальной окружности шестерни,
мм:
–число
зубьев шестерни:
Проектный расчет прямозубой передачи
групповой передачи на выносливость зубьев при изгибе:
Модуль передачи при проектном расчете зубьев на изгибную выносливость рассчитывается по формуле
где
– вспомогательный коэффициент, зависящий
от коэффициента осевого перекрытия:
;
–расчетный
крутящий момент на втором валу привода,
–коэффициент,
учитывающий неравномерность распределения
нагрузки по ширине венца:
;
–коэффициент,
учитывающий форму зуба:
;
–число
зубьев шестерни:
;
–значение
отношения рабочей ширины венца передачи
к модулю;
–допускаемое
напряжение зубьев при изгибе, МПа.
Допускаемое напряжение зубьев при изгибе рассчитывается по формуле
где
– предел выносливости материала
зубьев,МПа:
–коэффициент
режима нагрузки и долговечности:
Модуль передачи при проектном расчете на изгибную выносливость
Определение модуля прямозубой передачи
групповой передачи
По
контактной выносливости модуль передачи
должен быть
мм, а по выносливости зубьев при изгибе
мм.
Следует принимать стандартное большее
значение модуля
Расчет геометрических характеристик параметров передач групповой передачи
Геометрические параметры передач определяются по формулам:
Делительные диаметры шестерни
и колеса
:
Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни
и колеса
:
Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни
и колеса
:
Ширина зубчатого венца шестерни
и колеса
:
Межосевое расстояние:
Корректировка косозубых передач
групповой передачи:
Межосевое расстояние для косозубой передачи определяется по формуле
где
– угол наклона зубьев; принимается
8-16°; предварительно принимаем
–нормальный
модуль косозубых передач,
Т.к. в групповой передаче есть и косозубые, и прямозубые передачи, то должно выполняться равенство
Из данного неравенства находим сумму зубьев косозубой передачи.
Полученное
значение
округляем до большего целого числа,
принимаем
Согласовываем округленное суммарное число зубьев с таблицей зубчатых передач, чтобы обеспечить передаточные числа всех передач в групповой передаче.
Определяем
действительный угол наклона
для косозубых передач
групповой передачи:
Определяем
числа зубьев шестерен и колес для
косозубых передач
групповой передачи:
;
;
;
Делительные диаметры косозубых передач
групповой передачи:
Диаметры окружностей вершин зубьев косозубых передач
групповой
передачи:
Диаметры окружностей впадин зубьев косозубых передач
групповой
передачи:
Ширина зубчатого венца:
Результаты вычислений сведены в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Геометрические параметры зубчатой передачи
Наименование параметра |
Обозначение |
Значение |
|
|
2,5 1,57 1 1,57 |
|
|
3,5 |
|
|
3,5 |
|
|
23 57 30 48 39 39 48 30 |
|
|
80,5 199,5 172,3 140 140 172,3 107,7 |
|
|
87,5 206,5 |
|
|
71,75 190,75 |
|
|
140 |
|
|
28
29 |