- •1.Техническое задание на проектирование
- •2 Маршрутная карта и расчет режимов резания
- •3 Данные расчетов по операциям необходимые для проектирования коробки скоростей
- •4 Проектировочный расчет
- •4.1 Построение структурной сетки
- •4.2 Порядок построения структурной сетки
- •4.3 Построение графика частот вращения
- •4.4 Порядок построения графика
- •4.5 Определение чисел зубьев
- •4.6 Определение погрешности общего передаточного отношения кинематической цепи
- •4.7 Расчетная кинематическая схема коробки скоростей
- •4.8 Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов на валах
- •5 Проектировочный расчет зубчатых передач
- •6 Расчёт диаметров валов
- •7 Проверочный расчёт
- •7.1 Проверочный расчёт вала II
- •7.2 Проверка вала на статическую прочность
- •7.3 Проверка подшипников качения (пк) вала II
- •7.4 Расчёт шлицевого прямобочного соединения вала III
- •7.5 Расчёт шпоночного соединения
- •7.6 Проверочный расчёт зубчатой передачи
- •7.6.1 Расчёт на сопротивление контактной усталости
- •7.6.2 Допускаемое контактное напряжение , мПа
- •7.6.3 Максимальное напряжение при кратковременной перегрузке
- •7.6.4 Напряжения изгиба
7.2 Проверка вала на статическую прочность
Прочность вала в опасном сечении: прямобочные шлицы
d-10x36H7/h6x45x5H8/f7
Момент сопротивления на изгиб (в расчётном сечении - :
,
где мм. - внутренний диаметр шлиц;
мм. - наружный диаметр шлиц;
- число зубьев.
Момент сопротивления на кручение:
Площадь поперечного сечения:
,
.
Коэффициент перегрузки: .
Максимальная нагрузка при перегрузке: Нм;
Нм;
Н (т.к.- прямозубая передача).
Напряжения по формулам:
МПа;
МПа.
Коэффициенты запаса прочности (сталь 40Х) при и:
;
.
.
Статическая прочность вала в расчётном сечении при перегрузке обеспечивается.
7.3 Проверка подшипников качения (пк) вала II
Исходные данные:
- подшипники шариковые радиальные однорядные ГОСТ 8338-75: под опорами IиII- №
- базовая статическая грузоподъёмность:
- базовая динамическая грузоподъёмность:
- нагрузка, действующая на подшипники: Н
Н
- - частота вращенияIIвала (см. табл. 3)
- ч. - требуемая долговечность подшипника.
Так как отсутствует осевая сила, то используем прямой способ подбора:
при заданном ресурсе определяем требуемую динамическую грузоподъёмность:
где - эквивалентная динамическая радиальная нагрузка;
где - коэффициент безопасности для металлорежущих станков;
- температурный коэффициент, при;
- коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца).
Так как НН то расчёт проводим по опоре :
Н.
млн. об.
млн. об.
- коэффициент надёжности (при);
- обобщённый коэффициент, учитывающий влияние качества металла и условия эксплуатации;
P=3 - показатель степени для шарикоподшипника.
.
Расчётная динамическая грузоподъёмность удовлетворяет данным подшипника.
Запас по долговечности: раза.
7.4 Расчёт шлицевого прямобочного соединения вала III
Расчёт шлицевого соединения выполняем по условным напряжениям на смятие:
Рисунок 5 - Соединение шлицевое
Расчёт выполняем для шлицевого вала III(соединение подвижное)
Обозначение шлицевого соединения :
с центрированием по внутреннему диаметру.
- для стали 40Х; термообработка - улучшение НВ 269...302 и ТВЧ 45...50HRC.
Размеры соединения в соответствии с рисунком 6:
d= мм. - внутренний диаметр шлицевого соединения;
D= мм. - наружный диаметр шлицевого соединения;
Z= - число шлицев;
b= мм. - ширина шлицев;
f= мм. - фаска;
T= Нм - расчётный крутящий момент на валу;
- коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями и вдоль зубьев. Принимаем.
мм. - рабочая длина соединения (с чертежа).
h- высота поверхности контакта зубьев, мм;
для прямобочных шлицевых соединений:
мм.
- средний диаметр соединения, мм;
мм.
МПа;
- допускаемые напряжения смятия для шлицевых соединений, МПа;
[9, с.860, табл.40]: специальная обработка шлицев производится ТВЧ, соединение - подвижное без нагрузки, условия эксплуатации - "б" - средние: .
7.5 Расчёт шпоночного соединения
Принимаем шпонку призматическую по ГОСТ 23360-78.
Напряжение смятия:
где мм. - расчётная длина шпонки, мм;
- длина ступицы под зубчатым колесом, мм;
- ширина шпонки, мм;
h- высота шпонки, мм;
- расчетная высота шпонки, мм;
- допускаемое напряжение смятия для шпонок из стали 45.
коэффициент запаса прочности;
.
Расчёт выполняем для шпонки, расположенной на валу под зубчатым колесом
.
Диаметр вала под шестерней
d= мм.
Максимальный момент на валу: Нм.
Длина ступицы: мм. Рисунок 6 - соединение шпоночное
Размеры призматической шпонки по ГОСТ 23360-78: мм.h= мм.мм.
Размеры шпоночного паза: мм.мм. к = мм.
Расчётная длина шпонки: мм.
Таким образом:
Условие прочности выполняется.