Определяем потребную мощность

 

К₁ = 1,04 … 1,05 коэфф. учитывающий дополнительные затраты мощности на подачу суппорта.

К₂ = 1 … 1,3 коэфф. учитывающий возможность кратковременных перегрузок.

h_гл – КПД цепи главного движения

h_гл = h_{прив.пер.} ×h^х_муфты ×h^у_{зуб.пер} ×h^z_{подшип.}

h_гл = 0,98 × 0,99 × 0,985⁵ × 0,995¹² = 0,83

Принимаем электродвигатель асинхронный 4А100L4

ГОСТ 19523-81

N = 5,5 кВт;n_эл.дв.=1430 мин^-1

 

Расчет приводной передачи

 

Приводная передача связывает вал электродвигателя с первым валом коробки скоростей.

 

Кинематический расчет приводной передачи

Приводная передача зубчатая.

Определяем передаточное отношение приводной передачи.

SZ=50 (см. базовую модель)

Для погашения погрешности изменим

, тогда

На такое же число кол-во процентов изменятся все отклонения на шпинделе, но они не выйдут за пределы допускаемых значений.

 

Силовой проверочный расчет приводной передачи

Передачи коробки скоростей закрытые, расчет ведем по методике расчета цилиндрических зубчатых передач по ГОСТ 21354-78.

Зубчатые передачи проверяют на контактную выносливость зуба и на выносливость при изгибе по формулам:

 

 

Z_H = 1,76 (при a = 20°; b = 0°) – коэффициент учитывающий форму сопряженных поверхностей зуба.

Z_M = 274 (для стальных колес) - коэффициент учитывающий механические свойства материала сопряженных колес.

Z_e = 0,9 (при a = 20°; b = 0°) - коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий.

 

– расчетная окружная сила

 

d = m × Z – диаметр делительной окружности

m – модуль зубчатого колеса

М_КР – крутящий момент на рассчитываемом валу

К_Н – коэффициент нагрузки

 

К_Н = К_Нa × К_Нb × К_Нv

 

К_Нa = 1 (прямозубые колеса) – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

К_Нb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, выбирается по таблице (конспект).

К_Нv – динамический коэффициент, зависящий от окружной скорости, степени точности, твердости поверхности.

b – ширина венца зубчатого колеса

 

 - передаточное число

 

Формула для проверки передач на выносливость при изгибе:

 

Y_F – коэффициент формы зуба, выбирается по таблице (конспект).

K_F - коэффициент нагрузки

К_F = К_Fb × К_Fv

К_Fb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба.

К_Fv – динамический коэффициент.

К_Fv = 2К_Hv – 1 при НВ < 350

Рассчитываем передачу

Рассчитываемое колесо Z = 24 b = 15мм, m = 2,5 мм

расположение консольное.

Степень точности 7С, НВ < 350

Диаметр делительной окружности d = m × Z = 2,5 × 24 = 60 мм

Крутящий момент:

Окружная сила:

Передаточное число

 

Коэффициент нагрузки

К_Н = К_Нa × К_Нb × К_Нv = 1 × 1,1 × 1,21 = 1,33

К_Нa = 1 (a = 20°; b = 0°)

К_Нb = 1,1 (  )

К_Нv = 1,21 (  )

Проверяем передачу на контактную выносливость

 

Коэффициент формы зуба

У_F = 3,96 (при Z = 24)

Коэффициент нагрузки

К_F = К_Fb × К_Fv = 1,37 × 1,42 = 1,94

К_Fb = 1,37 (  )

К_Fv = 2К_Hv – 1 = 2 × 1,21 –1 = 1,42

Проверяем передачу на выносливость при изгибе.

Назначаем материал зубчатого колеса –

сталь 40НХ закалка ТВЧ сквозная 48…56 HRC

 

Силовые проверочные расчеты зубчатых передач

 

Коробка скоростей тихоходная, так как n_{шп min}< 80 мин^-1

Расчетными будут являться нижние точки структурного графика, а на предшпиндельном валу определяем дополнительную точку исходя из условия:

Определение расчетных частот вращения валов

 

Определение крутящих моментов на валах

Строим структурный график с расчетными точками

 

											n мин-1
	nэл  1430 мин-1										1400
											900
											500
											355
											224
											140
											90
											56
Эл. Прив.		I гр”a”		II гр”б”		III гр”в”		IV пост.		V

Рис 2.5 - Структурный график

 

Силовой проверочный расчет зубчатых передач

В каждой групповой передаче будем проверять меньшее зубчатое колесо.

Группа «а»

Рассчитываемое колесо Z = 25 b = 13 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное.

Степень точности 7С, НВ < 350

Диаметр делительной окружности d = m × Z = 2,5 × 25 = 62,5 мм

Крутящий момент:

Окружная сила:

Передаточное число

 

Коэффициент нагрузки

К_Н = К_Нa × К_Нb × К_Нv = 1 × 1,1 × 1,14 = 1,25

К_Нa = 1 (колеса прямозубые)

К_Нb = 1,1 ()

К_Нv = 1,14 (  )

Проверяем передачу на контактную выносливость

 

Коэффициент формы зуба

У_F = 3,96 (при Z = 25)

Коэффициент нагрузки

К_F = К_Fb × К_Fv = 1,04 × 1,28 = 1,33

К_Fb = 1,04 (  )

К_Fv = 2К_Hv – 1 = 2 × 1,14 – 1 = 1,28

Проверяем передачу на выносливость при изгибе.

Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 45XH закалка ТВЧ, поверхностная НRС 48…52

Группа «б»

Рассчитываем передачу

Рассчитываемое колесо Z = 16 b = 18 мм, m = 3 мм, расположение не симметричное.

Степень точности 7С, НВ < 350

Диаметр делительной окружности d = m × Z = 3 × 16 = 48 мм

Крутящий момент:

Окружная сила:

Передаточное число

 

Коэффициент нагрузки

К_Н = К_Нa × К_Нb × К_Нv = 1 × 1,25 × 1,07 = 1,33

К_Нa = 1 (колеса прямозубые)

К_Нb = 1,25 ()

К_Нv = 1,07 (  )

Проверяем передачу на контактную выносливость

 

Коэффициент формы зуба

У_F = 4,3 (при Z = 16)

Коэффициент нагрузки

К_F = К_Fb × К_Fv = 1,12 × 1,14 = 1,27

К_Fb = 1,12 (  )

К_Fv = 2К_Hv – 1 = 2 × 1,07 – 1 = 1,14

Проверяем передачу на выносливость при изгибе.

Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XГТ цементация рабочих поверхностей с закалкой (НRС 56…62 / НRС 30…40)

Группа «в»

Рассчитываем передачу

Рассчитываемое колесо Z = 20 b = 25 мм, m = 2,5 мм, расположение не симметричное.

Степень точности 7С, НВ < 350

Диаметр делительной окружности d = m × Z = 2,5 × 20 = 50 мм

Крутящий момент:

Окружная сила:

Передаточное число

 

Коэффициент нагрузки

К_Н = К_Нa × К_Нb × К_Нv = 1 × 1,1 × 1,04 = 1,14

К_Нa = 1 (колеса прямозубые)

К_Нb = 1,1 (  )

К_Нv = 1,04 (  )

Проверяем передачу на контактную выносливость

 

Коэффициент формы зуба

У_F = 4,12 (при Z = 20)

Коэффициент нагрузки

К_F = К_Fb × К_Fv = 1,07 × 1,08 = 1,15

К_Fb = 1,07 (  )

К_Fv = 2К_Hv – 1 = 2 × 1,04 – 1 = 1,08

Проверяем передачу на выносливость при изгибе.

Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XH3A цементация рабочих поверхностей с закалкой 56…62 НRС / 30…40 НRС

Постоянная

Рассчитываем передачу

Рассчитываемое колесо Z = 28 b = 22 мм, m = 3,5 мм, расположение не симметричное.

Степень точности 7С, НВ < 350

Диаметр делительной окружности d = m × Z = 3,5 × 28 = 98 мм

Крутящий момент:

Окружная сила:

Передаточное число

 

Коэффициент нагрузки

К_Н = К_Нa × К_Нb × К_Нv = 1 × 1,1 × 1,04 = 1,14

К_Нa = 1 (колеса прямозубые)

К_Нb = 1,1 (  )

К_Нv = 1,04 (  )

Проверяем передачу на контактную выносливость

 

Коэффициент формы зуба

У_F = 3,85 (при Z = 28)

Коэффициент нагрузки

К_F = К_Fb × К_Fv = 1,07 × 1,08 = 1,15

К_Fb = 1,07 (  )

К_Fv = 2К_Hv – 1 = 2 × 1,04 – 1 = 1,08

Проверяем передачу на выносливость при изгибе.

Назначаем материал зубчатого колеса – сталь 12XH3A цементация с закалкой рабочих поверхностей 56…62 НRС / 30…40 НRС

 

Предыдущая123456789Следующая

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: