Файл: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Металорежущие станки Вариант 18 Студент.docx

(28),

где P_i и n_i – номинальная мощность и расчетная частота вращения i-ого вала.

(29),

где Р_э – мощность электродвигателя, кВт;

η_общ – к.п.д. коробки скоростей.

(30),

η_р.п. = 0,96 – коэффициент ременной передачи;

η_з.п. = 0,98 – коэффициент цилиндрической зубчатой передачи;

η_подш = 0,99 – коэффициент подшипников качения.

об/мин КВт;

об/мин КВт;

об/мин КВт;

об/мин КВт;

об/мин КВт;

;

;

;

;

;

(31),

где d_i – диаметр рассчитываемого вала, мм; [τ_кр] = 12 МПа – допускаемое напряжение кручения.

---

мм;

принимаем мм;

принимаем мм;



принимаем мм;

Расчет зубчатых передач

В качестве материала для расчета зубчатых колес принимаем Сталь 12ХН3А, 7степени точности, ГОСТ 4543-71, цементация.

Σ_в = 920 Мпа – предел прочности при растяжении;

σ_т = 700 Мпа – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений;

HRC_э = 56-63;

σ_{H lim b} = 1362 Мпа – предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений;

σ_{F lim b} = 780 Мпа – базовый предел изгибной выносливости

Определим модуль зубчатых передач

Для всех передач одного зубчатого блока принимают один модуль, поэтому расчёту подлежит только самая малая шестерня блока.

(32),

где Т_Fi – расчетный крутящий момент, Н·м;

(33),

где К_Fv = 1,2 – коэффициент, учитывающий динамические нагрузки для седьмой степени точности

К_Fβ = 1,18 – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца

ψ = 8 – коэффициент ширины зуба;

z – число зубьев рассчитываемой шестерни;

Y_F – коэффициент учитывающий форму зуба

σ_Fp – допускаемое напряжение изгиба, Мпа;
(34),
где σ_{F lim b} = 780 Мпа – базовый предел изгибной выносливости

S_F = 1,95 – коэффициент безопасности

---

К_Fc = 0,8 – коэффициент, учитывающий влияние одностороннего приложения нагрузки;

К_Fl = 1,0 – коэффициент долговечности, зависит от n.
(35)
Для первого зубчатого блока Z= 30, Y_F = 11,93;

;

, принимаем .
Для второго зубчатого блока Z= 30, Y_F = 11,93;

;

принимаем .
Третий зубчатый блок Z= 30, Y_F = 11,93;

;

принимаем .
Окончательно принимаем .
Для дальнейшего конструирования коробки скоростей необходимо сопоставить полученный ранее диаметр вала и размеры шестерни, насаженной на этот вал. Необходимо, чтобы толщина стенки была не менее 2m.

(36)

где m_i, z_i,d_i – соответственно модуль, число зубьев и диаметр вала рассчитанной шестерни.

Проверка сошлась. мм.
Проверочный расчет зубчатых передач коробки скоростей предусматривает проверку зубьев ведущих шестерен на выносливость по напряжениям изгиба и по контактным напряжениям. Расчетные напряжения должны быть не больше допускаемых. Ширина венца мм для первого и второго зубчатого блока, для третьего зубчатого блока мм.

---

Рассчитываем зубчатые колеса ведущие на первую ступень второй четверти диапазона регулирования скорости n=500 об/мин.
Первый зубчатый блоке Z = 30:

Проверка по напряжениям изгиба:
(37), где
Т_F – расчетный крутящий момент, Н·м;

Y_F – коэффициент учитывающий форму зуба

m – модуль вала рассчитанной шестерни, мм;

z – число зубьев вала рассчитанной шестерни;

b – ширина зубчатого венца, мм;

σ_Fp – допускаемое напряжение изгиба, Мпа.
Мпа;

(38) – допускаемые напряжения;

Мпа;

186,52<320.

;
где α_w – межосевое расстояние между валами, мм.

Мпа;

- допускаемые контактные напряжения;
Мпа;

531,23<1231,2 Мпа. Проверка сходится.
Второй зубчатый блок Z=30:
Мпа;

Мпа;

Мпа;

Мпа;

1150>528,91 Мпа – проверка сошлась.

Третий зубчатый блок Z=30:

Мпа;

Мпа;

365,66<432 Мпа – проверка сошлась

Мпа;

1242>744,192 – проверка сошлась.

Были проведены расчеты диаметров валов исходя из допускаемых напряжений при кручении, модули передач, а также осуществлена проверка зубчатых колес по касательным напряжениям и напряжениям изгиба, которая показала, что все напряжения находятся в допускаемых пределах. Колеса изготовим из стали марки 12ХН3А.

---

Заключение

В курсовом проекте была рассчитана коробка скоростей вертикально-сверлильного станка. Были определены технические характеристики станка. Были рассчитаны диаметры валов исходя из допускаемых напряжений при кручении, модули передач, а так же осуществлена проверка зубчатых колес по касательным напряжениям и напряжениям изгиба, которая показала, что все напряжения находятся в допускаемых пределах.

Список литературы:

1. 
   Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т./ по ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерикова. – М.: Машиностроение. Т.1, 1985.
   
2. 
   Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя, т. 1.- М.: Машиностроение 1978.
   
3. 
   Дунаев «Детали Машин» - учебное пособие для техникумов. «Высшая школа» 1984.
   

Приложение

Кинематическая схема привода
432>

---