Расчёт наиболее нагруженного вала на усталостную прочность.
Для изготовления валов коробки скоростей, согласно таблице 2.4[5,стр.
51], используем сталь 20Х с пределом прочности σв = 650МПа. Отсюда получаем:;Предварительный расчет валов проводится по формуле:
Диаметр валов рассчитываются приближенно по формуле.
Где М — крутящий момент, равный вращающему моменту на валу (был определен ранее);[τк] = (0,025…0,03)∙σв = 16,25…19,5(МПа) — допускаемое напряжение кручения;
Вал 2. Принимаем Вал 3. Принимаем Вал 4. Принимаем Вал 5. Принимаем Т.к. первый вал вращается с высокой скоростью нагрузка нанём минимальная, IIIвал — промежуточный, исключаемего исходя из ранее сказанного, следовательно, на усталостную прочность рассчитываемIV-йвал.Необходимые значения длин на IV-ом валу для определения величин изгибающих и крутящих моментов берём из чертежаразвёртки коробки скоростей. Определим силы, действующие в зацеплении цилиндрической передачи:
Определим реакции в опорах.
Вертикальная плоскость. Горизонтальная плоскость:
Определим реакции в опорах.
На основании найденных реакций опор и действующих сил вычисляем моменты и эскизно строим эпюры (рисунок 8).Вертикальная плоскость.
сечение 1: Мх1=0сечение 2: Мх2=1393*0,058=81 Нмсечение 3: Мх3=1393*(0,058+0,345)-1659*0,345=-11 Нмсечение 4: Мх4=0Горизонтальная плоскость:
сечение 1: Му1=0сечение 2: Му2=3826*0,058=222 Нмсечение 3: Му3=3826*(0,058+0,345)-4558*0,345=-30 Нмсечение 4: Му4=0Рисунок 8 — Эпюры моментов, действующих на вал.
Расчёт вала на усталостную прочность производится по следующей формуле, где: К1 и К2 = 1,5 — коэффициенты, учитывающие концентрацию напряжений в опасном сечении;S-1 = 2 — коэффициент запаса прочности для валов механизма станков;- предел выносливости при знакопеременном цикле, где: — предел прочности;W = 0,1∙d3 — момент сопротивления, где: d — диаметр вала, [см]. Отдельно строится эпюра крутящих моментов МК. Затем рассчитывается результирующий изгибающий момент по формуле, и эквивалентный момент:.Выражаем диаметр вала:
Для изготовления валов коробки скоростей, согласно таблице 2.4[5,стр.
51], используем сталь 20Х с пределом прочности σв = 650МПа. Отсюда получаем:;Рассчитанный диаметр не превышает принятого диаметра 25 мм, следовательно оставляем рассчитанные ранее значения. Расчёт подшипников не производим, принимая их условно, по конструктивным наработкам, но учитываем при этом в конструкции корпуса коробки скоростей возможную их замену на другие. В нашем случае для всех валов, кроме шпинделя, принимаем однорядные радиальные шарикоподшипники средней серии по ГОСТ 8338.
4.Система смазки.
Система смазки в приводах станков предназначена для ввода в зону трения вращающихся деталей жидкого смазочного материала, с целью повышения долговечности контактирующих между собой деталей, снижая их износ и повышая КПД. Для гидравлической системы используем масло индустриальное 20 [5,стр.
73]. На станке имеются две самостоятельные системы централизованной смазки: механизма привода шпинделя к механизма подачи. Смазка механизма привода шпинделя осуществляется плунжерным насосом из резервуара станины. Насос укреплен на корпусе коробки скоростей, доступ к нему открывается снятием крынки справа станины. Насос подает масло в лоток, расположенный под хоботом, из которого оно самотеком направляется в опоры шпинделя и коробку скоростей.
Заключение
.
При выполнении данного курсового проекта поставленная задача была выполнена, спроектирована коробка скоростей токарно — револьверного станка по заданной структурной формуле. Спроектированная коробка скоростей кданному станку отвечает всем требованиям, предъявленным перед началом выполнения проекта, а также удовлетворяет технике безопасности станка, обслуживании данного узла, его ремонта и эксплуатации. Диапазон частот вращения привода главного движения соответствует данному типу станка — прототипа, но рассчитан в соответствии с заявленными исходными данными, т. е. для обработки цветных металлов. Мощность привода главного движения рассчитана относительно заявленных требований и обеспечивает на всех частотах вращения шпинделя необходимые режимы резания. Построение графика частот вращения выполнено исходя из полученных данных, с учётом всех рекомендаций, изложенных в методических пособиях и справочной литературе. Передаточные отношения и числа зубьев зубчатых передач приняты согласно соответствующим стандартам в станкостроении. Кинематическая схема коробки скоростей разработана в строгом соблюдении межосевых расстояний между валами и расстояний для предотвращения «кинематических замков».Окружные скорости зацепления колёс не превышают допустимого значения и соответствуют нашему графику частот вращения. Аналитическая проверка точности кинематического расчёта показывает, что рассчитанные фактические частоты вращения лежат в допустимых пределах от нормальных частот вращения. Силовые расчёты зубчатых колёс спроектированной коробки скоростей удовлетворяют условиям выносливости поверхностей зубьев при изгибе и условиям контактной выносливости. Список используемой литературы1. «Металлорежущие станки: учебник для машиностроительных вузов» / Подред. В. Э. Пуша. — М.: Машиностроение, 1985 г., 256 с.
2. «Режимы резания металлов. Справочник» / Под ред. Барановского Ю. В. — М.: Машиностроение. 1972 г., 408 с.
3."Металлорежущие станки: комплекс учебно -методических материалов" / Ю. Н. Гондин, В. А. Колюнов, Б. В. Устинов; НГТУ, ч.2- Н. Новгород, 2009 г., 154 с.
4."Кинематика станков в примерах и задачах: учебное пособие для студентов" / В. Н. Евстигнеев, Т. А. Неделяеева; НГТУ, Н. Новгород 2004 г., 213с.
5."Расчёт и конструирование приводов главного движения металлорежущих станков: учебное пособие для студентов высших учебных заведений" / В. Н. Евстигнеев, М. А. Китаева, Б. В. Устинов; НГТУ, Н. Новгород, 2009 г., 270с.
6.Справочник технолога-машиностроителя.Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Т2. М.: Машиностроение, 1986.
