- •1 Обоснование выбора технической характеристики станка с чпу
- •1.1 Исходные данные
- •1.2 Модернизация станка прототипа
- •1.3 Определение структурной формулы компоновки
- •1.4 Обоснование технической характеристики станка
- •2 Разработка кинематической схемы станка
- •2.1 Выбор электродвигателя
- •2.2 Расчет диапазона регулирования
- •2.3 Построение графика частот вращения
- •2.4 Определение чисел зубьев
- •2.5 Вычисление частот вращения
- •2.6 Определение моментов на валах
- •2.8 Расчёт модулей зубчатых колёс и уточнение межосевых расстояний
- •2.9 Проверка кинематических элементов привода на допустимую окружную скорость
- •3. Расчёты для обоснования конструкции деталей привода
- •3.1. Предварительный расчёт диаметров валов
- •3.2. Предварительный расчёт параметров зубчатых колёс
- •4. Проверочные расчеты деталей привода
- •4.1. Проверочный расчет зубчатых передач
- •4.2. Проверочный расчет валов коробки скоростей
- •4.3. Проверочный расчет подшипников коробки скоростей
- •4.4. Проверочный расчет шлицевых соединений
- •4.5. Проверочный расчет шпоночных соединений
- •5. Расчет и обоснование параметров шпиндельного узла
4.4. Проверочный расчет шлицевых соединений
Так как валы коробки скоростей работают на больших частотах вращения, с целью уменьшения дисбаланса валов для передачи крутящего момента в приводе используем шлицевые соединения, вместо шпоночных. Кроме этого, шлицевые соединения чаще используются для перемещения зубчатых колес вдоль вала. На II и III валах коробки скоростей применяем шлицевые соединения прямобочного профиля. Технический расчет шлицевых соединений выполняется при работе с максимальным крутящим моментом в форме проверочного расчета на смятие боковых граней, таблица 4.11, таблица 4.12
Таблица 4.11 Проверочный расчет шлицевого соединения
D-8×52×58H7/h6×10F10/e9
Параметр |
Формула, источник |
Значение | |
Место соединения |
см. чертеж |
Шестерня z1 = 20 |
Колесо z2 = 49 |
Передаваемый крутящий момент MK, Нм |
п. 2.6
|
381,6 | |
Число зубьев z |
[1, табл. 2.18] |
8 | |
Ширина шлица b, мм |
10 | ||
Фаска С, мм |
0,5 | ||
Средний диаметр соединения dСР, мм |
(D + d)/2 |
(52 + 58)/2= 55 | |
Высота шлица h, мм |
(D – d)/2 – 2C |
(58-52)/2 – 2·0,5 = 2 | |
Длина соединения l, мм |
см. чертеж |
120 |
35 |
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями ψ |
п. 2.4 |
1 | |
Термообработка шлицев |
|
Азотирование | |
Допускаемые напряжения смятия [σ]СМ, МПа |
[1, табл. 2.20] |
25 | |
Напряжения смятия σСМ, МПа | |||
Критерий работоспособности |
σСМ≤ [σ]СМ |
7,2 <25 |
20 <25 |
Примечание. Соединение – подвижное. |
Таблица 4.12 Проверочный расчет шлицевого соединения D-8×82×88H7/h6×12F10/e9
Параметр |
Формула, источник |
Значение | |
Место соединения |
см. чертеж |
Шестерня z1 = 44 |
Колесо z2 = 80 |
Передаваемый крутящий момент MK, Нм |
п. 2.6
|
1481,4 | |
Число зубьев z |
[1, табл. 2.18] |
8 | |
Ширина шлица b, мм |
12 | ||
Фаска С, мм |
0,5 | ||
Средний диаметр соединения dСР, мм |
(D + d)/2 |
(82 + 88)/2= 85 | |
Высота шлица h, мм |
(D – d)/2 – 2C |
(88-82)/2 – 2·0,5 = 2 | |
Длина соединения l, мм |
см. чертеж |
92 |
92 |
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями ψ |
п. 2.4 |
1 | |
Термообработка шлицев |
|
Азотирование | |
Допускаемые напряжения смятия [σ]СМ, МПа |
[1, табл. 2.20] |
25 | |
Напряжения смятия σСМ, МПа | |||
Критерий работоспособности |
σСМ≤ [σ]СМ |
22 <25 |
22 <25 |
Примечание. Соединение – подвижное. |
4.5. Проверочный расчет шпоночных соединений
Проверочный расчет шпоночных соединений приведен в таблице 4.13
Таблица 4.13 Проверочный расчет шпоночных соединений
Параметр |
Формула, источник |
Значение | |
Место соединения |
см. чертеж |
Шестерня z1 = 26 |
Колесо z2 = 56 (блок) |
Передаваемый крутящий момент MK, Нм |
п. 2.6
|
208,5 |
381,6 |
Длина шпонки l, мм |
По чертежу |
50 |
50 |
Диаметр вала d, мм |
[1, табл. 2.16] |
50 |
70 |
Высота шпонки h, мм |
8 |
5 | |
t1, мм |
5 |
3 | |
Напряжения смятия σСМ, МПа | |||
Критерий работоспособности |
σСМ≤ [σ]СМ |
55,6 <190 |
109 <190 |
Примечание. [σ]см=0,55σт, σт>350 МПа , [σ]см=190 МПа |