3. Силовой расчёт коробки подач

3.1 Расчет тягового усилия

Расчет ведем по наибольшему тяговому усилию, необходимому для преодоления сил полезного сопротивления, на основе которого определяем, с учетом КПД, моменты, силы, мощности, приложенные к отдельным звеньям.

Наибольшее тяговое усилие возникает при следующих режимах обработки:

мм/зуб;Н;Н;Н;Н.

Тяговая сила (стр.374 [2]):

;

—составляющая силы резания, действующая в направлении подачи;

где k_n = 1,4 — коэффициент, учитывающий влияние опрокидывающего момента;

Р_h — составляющая силы резания, действующая в направлении подачи;

F — сила трения в направляющих.

Q — вес движущихся частей (принимаем 3000 Н);

f — коэффициент трения (f = 0,2);

Крутящий момент на валу конечного звена (передача винт-гайка качения) воспринимающего тяговую силу без учета КПД (стр. 223 [3]):

где — угол подъема резьбы;

— угол трения (f — коэффициент трения,для сталь-бронза) (стр.75, табл. 20 [4]);

d₀ — номинальный диаметр резьбы винта (40мм).

;

;

Мощность на конечном звене:

где — частота вращения вала на конечном звене при принятой подаче (нормализованное значение мм/мин), которое определяется по кинематической цепи;

3.2 Расчет потребной мощности на валах

— среднее значение КПД соответственно зубчатой цилиндрической, пары подшипников и передачи винт-гайка качения;

а, b, — число соответственно цилиндрических, и пар подшипников.

Потребная мощность электродвигателя:

Передаваемую мощность на валах определяем по формуле:

3.3 Расчет частот вращения валов

3.4 Расчет крутящих моментов

Расчет будем производить по формуле:

3.5 Расчет модуля зубчатых колёс

В коробках подач, как правило, модуль шестерен определяется из расчета на изгиб m_изг. При расчете зубчатых передач следует учитывать, что коробки подач являются тихоходными и в них не возникает дополнительных динамических нагрузок. Поэтому, при расчете модуля шестерён коэффициент динамичности К_д принимают равным единице.

Значение модуля определяем по формуле (стр. 47, [3]):

;

где — вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач;

—исходный расчетный крутящий момент на шестерне;

—коэффициент нагрузки для шестерни, т.к. колеса располагаются не симметричны относительно опор;

—коэффициент учитывающий форму зуба;

—отношение ширины колеса к модулю, принимаем равным 6;

—количество зубьев шестерни;

—допускаемое напряжение на изгиб, выбираем для стали 40Х равным 371 Н/мм²;

Модуль для коробки подач составит:

;

;

;

;

.

В соответствии со стандартным рядом значений модуля, применяемых в станкостроении принимаем (стр. 399 [5]):

; ;;;.

4. Расчет элементов коробки подач

4.1 Расчет геометрических параметров зубчатых колес

Расчет ведём по формулам:

делительный диаметр:

диаметр вершин зубьев:

диаметр впадин зубьев:

межосевое расстояние:

ширина зубчатого венца (для всех колёс):

Таблица 3 — Расчет геометрических параметров зубчатых колес

in	№кол	Z	m, мм	d, мм	dа, мм	df, мм	b,мм	a, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0,642	А	34	2	68	72	63	12	43,5
	В	53		106	110	101
0,672	С	45		90	94	85		56
	D	67		134	138	129
1	1	48		96	100	91		96
	1’	48		96	100	91
0,5	2	32		64	68	59
	2’	64		128	132	123
1	3	60		120	124	115		120
	3’	60		120	124	115
0,792	4	53		106	110	101
	4’	67		134	138	129
0,622	5	46		92	96	87
	5’	74		148	152	143
1	6	34	3	102	108	94,5	18	102
	6’	34		102	108	94,5
0,943	7	33		99	105	91,5
	7’	35		105	111	97,5
0,890	8	32		96	102	88,5
	8’	36		108	114	100,5
0,840	9	31		93	99	85,5
	9’	37		111	117	103,5