Машиностроение \ Проектирование технологического оборудования

Расчет и проектирование коробки скоростей (число скоростей = 13) токарно-винторезного станка, страница 2

1.6 Cиловой расчет коробки скоростей

Составляющие силы резания (рис.1):

Твердость обрабатываемого материала НВ=200, глубина резания t=4 мм, подача S=1мм/об.

Коэффициенты (табл.2[1]):

Показатели степени (табл.3[1]):

1.7 Выбор электродвигателя

Мощность, затрачиваемая на резание металла:

КПД коробки скоростей примем .

Требуемая мощность (расчетная мощность электродвигателя):

Мощности электродвигателя: N=2,2/2,8

Выбираем электродвигатель 4ААМ56В4/2ЕЭ, число оборотов 1500/3000 об/мин.

2. Расчет клиноременной передачи

Определим крутящий момент на валу электродвигателя:

Т_дв = = = 7,2 (кH · м)

Примем стандартное значение

Передаточное отношение ременной передачи:

Диаметр большего шкива определяется по уравнению:

По номограмме рис.7.3[3] выберем ремень с сечением А: площадь поперечного сечения , высота сечения ремня Т₀ = 8мм.

Межосевое расстояние назначаем в интервале

Принимаем a = 200 мм

Длину ремня определяем по формуле:

По ГОСТ 1284.1 – 80 принимаем L = 800 мм

Уточняем межосевое расстояние:

где

Угол обхвата меньшего шкива

Определим число ремней z:

где - номинальная мощность, передаваемая одним ремнем, табл7.8[3]

С_L = 0,85 – коэффициент, учитывающий влияние длины ремня,

С_α = 0,97 – коэффициент угла обхвата,

С_Р = 1,0 – коэффициент режима работы, табл.7.10[3],

С_z = 0,95 – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче.

Принимаем z = 2.

Натяжение ветви ремня:

где V – окружная скорость

- коэффициент, учитывающий окружную скорость

Силы, действующие на вал

3. Расчет угловых скоростей и крутящих моментов на валах

Определим угловые скорости, соответствующие расчетной схеме.

В станках общего назначения наименьшее число оборотов шпинделя используется на операциях, не требующих полной установленной мощности электродвигателя (нарезание резьбы, развертывание и т.п.). В станках этого рода на установленную мощность электродвигателя не рассчитываются цепи передач для получения всей первой четверти ряда скоростей вращения шпинделя.

где =0,98 – КПД зубчатой передачи,

=0,99 – КПД пары подшипников, табл.1.1[3].

4. Расчет зубчатых передач

4.1. Выбор материала

По таблице 3.3[3] выберем материал для колес: сталь 45, термообработка – улучшение, твердость – НВ230.

Допускаемое контактное напряжение:

[σ]_Н,

где σ_Hlim– предел контактной выносливости, МПа

σ_Hlim = 2·НВ + 70, табл.3.2[3]

σ_Hlim = 2·230 + 70 = 530 (МПа)

Минимальные значения коэффициента запаса прочности для зубчатых колес с однородной структурой материала (улучшенных) S_H= 1,1.

- коэффициент долговечности

=1 (при длительной эксплуатации) ;

[σ]_Н

Рассчитаем время работы станка:

L_h = L365K_год24K_сут,

где L – число лет работы L = 10; К_год – коэффициент годового использования передачи К_год = 0,7; К_сут – коэффициент суточного использования передачи К_сут = 0,42;

L_h = 10·365·0,7·24·0,42 = 25754,4 (ч)

4.2. Передача I-II

Коэффициент нагрузки примем (табл.3.1)[3]