Расчет зубчатых передач на прочность

Расчёт производим для наиболее нагруженных передач, выделенных на ГЧВ. В каждой передаче рассчитываем шестерню, то есть меньшее колесо. Полученные значения модулей принимаем для остальных передач рассматриваемой группы.

Используя данные предыдущих расчетов, составляем таблицу исходных данных (табл. 4.4)

Таблица 4.4

Рассчитываемая передача	zш	y	MK	nш
Z3 /Z4 = 20/63		0,1	154,22

 

Принимаем для всех колёс материал – сталь 40Х, закалённую по сечению. Для которой:

HRC 45…50; [σ_и ]=3,8∙10 Н/м; [σ_к ]=13,5∙10 Н/м.

Ориентировочно принимаем ψ=10.

Степень точности – 7-я.

Предварительный расчёт модулей производим по формуле:

(м)

Передача Z₃ /Z₄ =20/63.

m = 1,576 мм принимаем m= 2мм.

Производим проверочные расчёты с учётом динамических нагрузок. Условие прочности по напряжениям изгиба:

(Н/м ) ≤ [σ ] (18)

Условие прочности по контактным напряжениям:

Н/м ≤[σ ].

Передача Z₃ /Z₄ =/.

Окружная скорость шестерни:

V= (π*m*z_ш*n_ш)/60000 =1,88 м/с; К_д=1

σ_u=6,12 * 10⁶ Н/м > [σ_и ];

σ_К= 18,97* 10⁶ Н/м > [σ_K];

Условия и σ_K<[σ_K]; не выполняется.

Примечание: если хотя бы одно из условий прочности не выполняется, то следует: а) увеличить Y, имея в виду, что Y> 10 не рекомендуется; б) изменить ранее принятый материал, приняв сталь с более высокими ; в) в крайнем случае можно увеличить модуль.

В нашем случае выбираем вариант с конструктивным увеличением модуля и принимаем m = 3

V= (π*m*z_ш*n_ш)/60000 =2,83 м/с; К_д=1,2

σ_u=2,18* 10⁶ Н/м > [σ_и ];

σ_К=11,31* 10⁶ Н/м > [σ_K];

Окончательно принимаем для передач первой группы:

m = 3 мм; Y = 10; материал – ранее принятый.

Диаметры окружностей основной (делительной) D_O, выступов – D_e­ и впадин – D_r зубчатых колес определяем по формулам:

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.5:

Таблица 4.5

Зубчатые колеса	Модуль m (мм)	Y	Ширина зуба В (мм) В=Y∙m	DO (мм)	De (мм)	Dr (мм)	Материал и твердость
Z1 Z2 Z3 Z4						145,8 88,8 52,8 181,8

Расчет привода инструментального магазина

Магазин проектируемого станка выполнен в следующем исполнении: ось магазина горизонтальная, а диск с установленном на нем инструментами располагается в горизонтальной плоскости. Расчет будет состоять из двух частей – кинематической и проверочной.

Кинематический расчет магазина

Исходными данными для расчета служит кинематическая схема станка.

Рисунок 4.2- Кинематическая схема.

Составляем уравнение кинематической цепи:

n = n_эд * Z₁/Z₂, об/мин

 

при n_{эл. мах}=3000 об/мин.

n_max = 3000 * 18/108 = 500, об/мин

 

при n_{эл. ном}.=2000 об/мин.

n_ном = 2000 * 18/108 = 333, об/мин

 

 

при n_{эл. min.=}1об/мин.

n_min = 1 * 18/108 = 0.17, об/мин

Исходя из расчетов выбираем привод С2.SM/000-3400 M=2.4 Н*м, n = 3000.

 

Библиографический список

1. Технологическое оборудование машиностроительных производств [Текст]: учебное пособие / А. Г. Схиртладзе, Т. Н. Иванова, В. П. Борискин. - 2-е изд., перераб. и доп. - Старый Оскол: ТНТ, 2009. - 708 с. - ISBN 978-5-94178-124-9: Гриф: УМО АМ.

2. Станочное оборудование автоматизированного производства. Под ред. В.В. Бушуева. - М.: изд-во “Станкин”, 1994.-656с.

3. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Т 1, 2, 3. Под ред. А.С. Проникова.- М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994.

4. Компьютерные технологии проектирования многооперационного станка: статья/ Яцун Е.И., Сидорова В.В. Студенч.науч.вестник «Международный молодежный научный форум-олимпиада по приоритетным направлениям развития РФ»: М., МГТУим.Э.Баумана. 2010. С.347-350.

5. Некоторые вопросы синтеза конструкций малогабаритных многооперационных станков с ЧПУ: статья/Яцун Е.И., Золотухин А.А./ Материалы межд. научно-техн. конф. «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации»: ЮЗГУ Курск, Часть 2, 2010. С.65-69.

6. Металлорежущие станки. Учебник под ред. В.Э. Пуша.- М.: “Машиностроение”, 1986 - 576с.

7. Программное управление станками. Учебник под ред. В.Л. Сосонкина. - М.: “Машиностроение”, 1981 - 398с.

8. А.Г. Майоров. Устройства, основы конструирования и расчет металлорежущих станков и автоматических линий: учебное пособие для техникумов.- М.: “Машиностроение”, 1986 - 386с.

9. Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. - М.: Машиностроение, 1989. - 432 с.

10. Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков. - М.: Машино­строение, 1981. - 358 с.

11. Проников А.С. Металлорежущие станки и автоматы. -М.: Машиностроение, 1981. - 490 с.

12. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.: Машинострое­ние, Т.1-3. 2004..

13. Мамет О.П. Краткий справочник конструктора-станкостроителя. - М.: Маши­но­строе­ние, 1968. - 616 с.

 

Атласы

14. Приводы машин. Типовые изделия приводов. Часть 5, книга 2. Под ред. проф. П.Н.Учаева. Москва-Курск, КурскГТУ. 2004. 455 с.

15. Муфты и тормоза. Часть 5, книга 3. Под ред. проф. П.Н.Учаева. Москва-Курск, КурскГТУ. 2004. 295 с.

16. Редукторы и мотор-редукторы. Часть 5, книга 4. Под ред. проф. П.Н.Учаева. Москва-Курск, КурсГТУ. 2004. 455 с.

17. Привод механический управляемый. Муфты и тормоза. Часть 5, книга 6. Под ред. проф. П.Н.Учаева. Москва-Курск, КурскГТУ. 2004. 271 с.