Машиностроение \ Проектирование технологического оборудования

Расчет и проектирование коробки скоростей (число скоростей = 13) токарно-винторезного станка, страница 5

где σ-1 и τ-1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;

KσD и KτD – коэффициенты снижения предела выносливости.

σ-1 = 370 МПа

τ-1 = 210 МПа

KσD = 2,58 KτD = 2,53

     

Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала

ψτD = ψτ/ KτD,

где ψτ – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений,

ψτ = 0,09.

Условие S ≥ [S], следовательно, предварительно выбранный размер  считается окончательным.

5.5 Расчет вала на прогиб

Определим жесткость сечения, Н·м2

,

где Е – модуль Юнга, для стали Е = 11·1011 Па;

Jx –момент инерции сечения относительно оси x;

Wx – момент сопротивления сечения со шлицами.

D – внешний диаметр шлицов, мм;

dотв – диаметр отверстия, мм;

Wотв – момент сопротивления отверстия, мм3.

Расчет на прогиб шпинделя произведем по методу начальных параметров.

Определим начальные параметры из пограничных условий

Определим прогиб вала для вертикальной плоскости в сечении С.

Расчет на прогиб шпинделя произведем по методу начальных параметров.

Определим начальные параметры из пограничных условий

Определим прогиб вала для горизонтальной плоскости в сечении С.

Рассчитаем суммарный прогиб в сечении С, а также отклонение конца шпинделя:

6. Расчет шпоночных и шлицевых соединений.

Сталь для шпонок должна иметь σв600 МПа (стали Ст6, 40, 45 и др.). Выбираем материал шпонки: сталь 45, нормализованная.  Размеры сечения и длину призматической шпонки выбирают по ГОСТ 23360 – 78  в зависимости от диаметра вала. Выбранную шпонку проверяют на смятие из условия прочности:

σсм = ≤ [σ] см,

где Т – передаваемый момент, Н · мм;

d -  диаметр вала, м;

 t1 – глубина шпоночного паза на валу, мм,

[σ] см =120МПа – допускаемое напряжение смятия для стальной ступицы.

Подбор и проверка прочности шпоночного соединения I вала.

Напряжение смятия:

 σсм [σ] см

Подбор и проверка прочности шпоночного соединения III вала.

Напряжение смятия:

 σсм [σ] см

Подбор и проверка прочности шпоночного соединения IV вала.

Напряжение смятия:

 σсм [σ] см

Т.к. условие выполняется, то выбранные шпонки выдержат нагрузку.

Подбор и проверку шлицевых соединений выполняют на смятие рабочих граней шлицев и на износ по формулам:

,

где Т – расчетный крутящий момент, Н∙мм;

SF – удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм3/мм;

l – рабочая длина соединения, мм.

,

где n – коэффициент запаса прочности, n = 1,25.

 [σ]изн = 0,032 НВ

Материал – сталь 40Х, твердость 285НВ;

Подбор и проверка прочности шлицевого соединения II вала.

Подбираем по ГОСТ 21425–75 шлицы с размерами:

D = 30 мм, d = 26 мм, b = 6 мм, z = 6, SF = 118 мм3/мм.

Подбор и проверка прочности шлицевого соединения IV вала.

Подбираем по ГОСТ – 21425–75 шлицы с размерами:

D = 48 мм, d = 42 мм, b = 8 мм, z = 8, SF = 480 мм3/мм.

                                              

Подбор и проверка прочности шлицевого соединения V вала.

Подбираем по ГОСТ – 21425–75 шлицы с размерами:

D = 68 мм, d = 62 мм, b = 12 мм, z = 8, SF = 1072 мм3/мм.

Условия выполняются, следовательно, выбранные параметры считаются окончательными.

7. Выбор смазочного материала

Для смазывания передач применяем картерную систему, т.к. окружная скорость не превышает 12,5 м/с. В корпус коробки скоростей заливаем масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин и производится по Лел.,с. 173, таб. 11.1 – 11,2.

Масло И–Г–А–32 – индустриальное масло для гидравлических систем без присадок 32 класса кинематической точности.  

Заключение

          По данному заданию была спроектирована коробка  скоростей токарно-винторезного станка, имеющая следующие технологические характеристики:

Скачать файл