3. Назначение детали и ее функциональные св-ва.

Деталь вал №2 коробки скоростей токарно-винторезного станка предназначен для передачи крутящего момента (вращательного движения) от двигателя к шпинделю через шкивы и шестерни, посаженные на валах.

4. Виды опор, реакций и действующих сил в узлах машин и применительно к детали.

В коробках скоростей в основном применяются шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии (№ 204 ÷ 230, d = 20 ÷ 150 мм) и тяжелой серии (№ 304 ÷ 330, d = 20 ÷ 90 мм) по ГОСТ 8.338-75

Размеры подшипников определяются по коэф. работоспособности С:

(1)

где Q – условная нагрузка; R – сила, действующая на подшипник по радиусу (радиальная нагрузка); А = 1 – осевая нагрузка; n – частота вращения вала по расчетной цепи; h = 10000 час – долговечность работы подшипников в коробках скоростей; k_k = 1 – коэффициент, учитывающий какое кольцо вращается; k_ = 1,05 ÷ 1,2 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки на подшипник; k_ = 1 – температурный коэффициент (при температуре до 100Сº); m = 1,5 – коэффициент, учитывающий влияние нагрузок на срок службы подшипника.

По рассчитанному коэффициенту работоспособности С и по принятому диаметру вала d выбираем из таблиц приложения 19 [1] размеры подшипников: тип, серия, внутренний диаметр d_п, наружный диаметр D, ширина подшипника В.

5. Материал детали, его характеристики и св-ва.

В качестве материала для изготовления валов примем сталь углеродистую марки 45, термообработка – нормализация.

Основные параметры:

предел выносливости при изгибе _-1 = 28 кг/мм²;

предел выносливости при кручении _-1 = 15 кг/мм².

Химический состав стали 45, %:

Углерод С-0,42÷0,48;

Марганец Мn-0,30÷0,50;

Кремний Si-0,17÷0,37

Медь Cu-0,30;

Сера S-0,035;

Фосфор P-0,035;

Железо Fe-основа.

Назначение: Оси, валы, валы-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, шпиндели, муфты и полумуфты, оправки, рейки и др.

Свариваемость – трудносвариваемая.

Способы сварки – РДС, ЭШС, необходимы подогрев и последующая

термообработка.

КТС – необходима последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при НВ 163-

168, G_в = 610 МПа.

K_v.б.ст. = 0,95

K_{v.те.спл.} = 1,2

Склонность к отпускной хрупкости – склона.

Сталь 45 отличается хорошей обрабатываемостью резанием и возможностью сохранять точность пазов, отверстий, поверхностей, после закалки и отпуска.

6. Принцип определения основных размеров в рабочих сечениях детали.

На практике при проектировании и проверке узлов машин и механизмов очень часто пользуются методом расчета . по расчетным предельным состояниям.

В данной работе расчет будет проводиться по первому предельному состоянию материала - прочности. Основными силовыми факторами, определяющими условия работы вала, являются крутящие моменты. Момент, действующий на вал, будет равен отношению мощности на валу (N, Вт) к частоте вращения вала (п, об/мка):

(2)

Для каждого материала имеется свое предельное состояние, после которого он теряет свою форму. Предельное состояние наступает после приложения предельного силового фактора:

(3)

где: Wp - полярный момент инерции; d - диаметр вала τ_т- предел текучести материала Для того, чтобы при проектировании исключить предельно* состояние материала, вводят коэффициент запаса прочности [к] и пользуются понятием допустимого предельного момента:

(4)

Исходя из этого, рассчитывают диаметр детали:

(5)

При конструкторских расчетах часто вместо предельного момента используют значение максимального момента на валу, подставляя его в формулу (5).

(6)