Проектирование токарного станка с ЧПУ с помощью программ на ЭВМ

Проектировочный расчет служит для предварительного определения размеров колес по заданным основным характеристикам передачи. Основные характеристики определяются на стадии кинематического расчета и расчета нагрузок. В процессе определяется минимально допустимый модуль на контактную выносливость зубьев и выносливость по изгибу. Больший из двух модуль округляют до большего стандартного. Причем модуль передач одной кинематической группы обычно определяют одинаковым. Полученные в проектировочном расчете параметры колес могут быть в процессе проектирования несколько изменены в большую или меньшую сторону. Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров колес и требует проведения проверочных расчетов на контактную выносливость и выносливость зубьев при изгибе. На рисунке 4.3 представлена таблица исходных данных для проектировочного расчета передачи.

Рис.4.3 – Исходные данные.

Результаты расчета представлены в таблице 4.2:

Таблица 4.2 – Результаты расчета передачи 1.

	Передача 1
Модуль при расчете на контактную выносливость, мм	1,4408
Модуль при расчете на изгибную прочность, мм	1,9473
Стандартный модуль, мм	2
Межосевое расстояние, мм	104
Делительный диаметр колеса, мм	98
Делительный диаметр шестерни, мм	110
Ширина венца, мм	20

На рисунке 4.4 представлена таблица исходных данных для проверочного расчета передачи.

Рис.4.4 – Исходные данные.

Результаты расчета представлены в таблице 4.3 и 4.4:

Таблица 4.3 – Результаты проверочного расчета передачи 1. 

		Передача 1
1	Модуль, мм	3.5
2	Ширина венца, мм	35
3	Межосевое расстояние, мм	182
4	Делительный диаметр шестерни, мм	80.5
5	Делительный диаметр колеса, мм	283.5
6	Основной диаметр шестерни, мм	75.6453
7	Основной диаметр колеса, мм	266.4029
8	Диаметр вершин зубьев шестерни, мм	87.5
9	Диаметр вершин зубьев колеса, мм	290.5
10	Делительный угол профиля в торцевом сечении, град	20
11	Коэффициент осевого перекрытия	0
12	Осевой шаг, мм	0
13	Высота зуба, мм	7.875
14	Окружная скорость, м/с	6.3756

Таблица 4.3 – Результаты проверочного расчета передачи 2. 

		Передача 2
1	Модуль, мм	3.5
2	Ширина венца, мм	35
3	Межосевое расстояние, мм	182
4	Делительный диаметр шестерни, мм	171.5
5	Делительный диаметр колеса, мм	192.5
6	Основной диаметр шестерни, мм	161.1573
7	Основной диаметр колеса, мм	180.8908
8	Диаметр вершин зубьев шестерни, мм	178.5
9	Диаметр вершин зубьев колеса, мм	199.5
10	Делительный угол профиля в торцевом сечении, град
11	Коэффициент осевого перекрытия	0
12	Осевой шаг, мм	0
13	Высота зуба, мм	7.875
14	Окружная скорость, м/с	6.3756

4.4.2 Расчет ременной передачи

 Расчет проводим в программе КОМПАС. При помощи конструкторской библиотеки. Выбираем клиноременную передачу.

Вводим исходные данные для проектного расчета (рисунок 4.5), затем выбираем вкладку расчет, появляется окно, содержащее список клиноременных передач с необходимыми размерами. Выбираем ремень ГОСТ 1284.1-89 (рисунок 4.6). Затем выводим на экран результаты расчета (таблица4.4).

Рис. 3.5 Геометрические параметры ременной передачи.

В зависимости от частоты вращения меньшего шкива  и передаваемой мощности   выбираем сечение клинового ремня А.

Рисунок 4.5 - Исходные данные.

Рисунок 4.6 – Список подобранных передач.

Таблица 4.4 – Результаты расчета.

5. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ                      

5.1 Выбор материала и предварительный расчет диаметра

Для валов выберем среднеуглеродистую сталь 45, термообработка – улучшение.

При эскизном проектировании, когда размерные параметры валов еще не известны, разработка их конструкции начинается с приближенной оценки диаметров, исходя из условия прочности только на кручение:

,                                                           (5.1)

где          - номинальный крутящий момент на конце вала (Н м),

[t] = (15¼20) МПа – условное допускаемое напряжение при кручении.

- минимальный допустимый диаметр вала коробки скоростей.

5.2 Выбор основных размеров шпинделя

При конструировании шпинделя рекомендуется соблюдать следующие соотношения между основными размерами:

                                                                                                         (5.2)

А также следует учитывать, что минимальная толщина стенки полого вала не должна выходить за пределы порядка 6…8 мм.

Материал шпинделя – сталь 20Х с цементацией и закалкой до твердости 56…60 HRC.

6. ПРОВЕРОЧНЫЕ расчетЫ ВАЛОВ и опор

6.1. Расчет вала         

Автоматизированный расчет проводим в программе  «Расчет вала». Расчеты приведены на рисунках 6.1. – 6.17.

Рисунок 6.1 - Фронтальный вид.

Рисунок 6.2 - Расчет сил в зацеплении и проецирование нагрузок на оси координат.

Рисунок 6.3 - Расчет сил в зацеплении и проецирование нагрузок на оси координат

в плоскости XOY.

Рисунок 6.4 - Расчет сил в зацеплении и проецирование нагрузок на оси координат

в плоскости XOZ.

Рисунок 6.5 - Расчет сил в зацеплении и проецирование нагрузок на оси координат

в плоскости XOZ.

Рисунок 6.6 - Расчет сил в зацеплении и определение реакций в опорах.

Рисунок 6.7 - Поперечное сечение.

Рисунок 6.8 - Выбор материала из базы данных.

Рисунок 6.9 - Эпюры моментов.

Рисунок 6.10 – Эскизная компоновка вала.

Рисунок 6.11 – Расчет вала коробки скоростей на усталостную прочность в первом опасном сечении.

Рисунок 6.12 – Расчет вала коробки скоростей на усталостную прочность во втором опасном сечении.

Рисунок 6.13 – Расчет вала коробки скоростей на усталостную прочность в третьем опасном сечении.

Рисунок 6.14 – Расчет вала коробки скоростей на усталостную прочность в четвертом опасном сечении.

Рисунок 6.15 – Расчет вала коробки скоростей на усталостную прочность в пятом