Содержание
1. Расчёт шлицевой протяжки
2. Расчёт дисковой модульной резы
2.1 Исходные данные дляпроектирования
2.2 Определение профиляэвольвентного участка
2.3 Выбор геометрическихпараметров зубьев фрезы
2.4 Определениеконструктивных элементов фрезы
3. Расчёт метчика
3.1 Общий расчет
3.2 Расчет резьбовыхпараметров метчиков
3.3 Расчет угла заборногоконуса
Перечень ссылок
1 Расчетшлицевой протяжки
Исходныеданные: материал заготовки – СЧ 15; Do= 50 Н11; L = 65 мм; c = 0,5; r = 0,5 мм;
D – 8 х 50H11 х 56H8 х 6В9.
Расчёт:
1. Расстояниедо первого зуба:
l1 = 280 + L = 280 + 65 = 345 мм
2. Припускна протягивание:
А = 0,005D + (0,1÷ 0,2) />= 0.005*50 +0.15/>= 1.5 мм
3. Диаметротверстия до протягивания: D01 = Dп = 50 мм
4. Диаметрхвостовика: d1 = 45 мм
5. Площадьхвостовика [1., табл. 8.3, с. 217]: Fx = 907.9 мм2
6. Шагрежущих зубьев: tp = m/>= (1,25÷1,5)/>= 10÷12 мм
7. Принятыйшаг зубьев [1., табл. 8.6, с. 219]: tp = 10 мм
8. Наибольшеечисло одновременно работающих зубьев:
Zmax = />
9. Глубинастружечной канавки [1., табл. 8.6, с. 219]:hK = 4 мм.
10. Площадьстружечной канавки [1., табл. 8.6, с. 219]:FK = 12,56 мм.
11. Коэффициентзаполнения стружечной канавки [1., табл. 8.8, с. 220]: К = 2.5
12. Подача,допустимая по размещению стружки в канавке:
/>
13. Допустимаясила резания по хвостовику [1., табл. 8.9, с. 220]:
Px = Fx·σx= 907.9·300 = 272370 Н
14. Допустимоеусилие по прочности первого зуба:
P1 = F1·σ1 = π·(D01-2hK)2· σ1 / 4 =(3,14·(50–2·4)2·400/ 4 = 164025 Н,
где σ1 = 400 МПа [1., табл. 8.9,с. 220].
15. Расчетнаясила резания: Рр = 164025 Н
16. Наибольшаяширина срезаемого слоя:
Вр= (bш + 2f + 0,5)·nz = (6 + 2·0,5 +0,5)·8 = 60 мм
17. Подача,допустимая по расчетному усилию:
/>
где Ср.= 2040 Н/мм2 – при НВ > 190 [1., табл. 8.7, с. 220].
Так как Szp> Szk принимаем одинарнуюсхему резания.
18. Наибольшаяширина слоя при нарезании: Вр ш = bш · nz = 8 · 6 = 48 мм
19. Подача, допустимаяпо расчетному усилию:
/>
20. Шагрежущих зубьев для групповой схемы резания:
tp = m/>= (1,45÷1,9)/>= 11,69÷15,32 мм
21. Принятыйшаг: tp =12 мм [1., табл. 8.6, с. 220].
24. Глубинастружечной канавки [1., табл. 8.6, с. 219]:hK = 4 мм.
25. Максимальноечисло одновременно работающих зубьев:
Zmax = />
26. Допустимаяподача по размещению стружки:
/>
27. Допустимоеусилие по прочности первого зуба:
P1 = F1·σ1 = π·(d‑2hK)2· σ / 4 =(3,14·(50–2·5)2·400/ 4 = 553896 Н
28. Расчетнаясила резания: Рр = Рx= 164025 Н
29. Допустимаяподача по усилию резания:
/>
30. Расчетнаяподача для групповой схемы резания:
SZP = 0,096 мм/зуб
31. Припуск,снимаемый фасочными зубьями:
D= dВ min + 2f +0,3 – D01 = 50 + 2·0,5 + 0,3 – 50 = 1,3 мм
32. Числофасочных зубьев при одинарной схеме резания:
Zф = />
33. Длинарежущей части фасочных зубьев:
lРФ = tP·(zФ-1) = 12·(11 – 1) = 120 мм
34. Числофасочных зубьев для групповой схемы резания:
ZФГ = />
35. Длинарежущей части фасочных зубьев:
lРФГ = tP·(zФГ -1) = 10·(22 – 1) = 210 мм
Так как длина режущей части фасочных зубьев при групповойсхеме резания больше длины, чем при одинарной схеме, то окончательно выбираемодинарную схему резания.
36. Диаметрыфасочных зубьев (Szp = 0,167 мм/зуб):
DФ1 = 50 мм
DФ4 = 50,756 мм
DФ2 = 50,252 мм
DФ5 = 51,008 мм
DФ3 = 50,504 мм
DФ6 = 51,16 мм
37. Числофасочных зубьев: Zф = 11
38. Длинафасочной части: lРФ = 200 мм
39. Диаметрышлицевых зубьев (Szp = 0,066 мм/зуб):DШ1 = d + 2·f = 50 + 2·0,1 = 51 мм
DШ1 = 51 мм
DШ12 = 52,58 мм
DШ23 = 54,04 мм
DШ34= 55,36 мм
DШ2 = 50,26 мм
DШ13 = 52,72 мм
DШ24 = 54,17 мм
DШ35 = 55,50 мм
DШ3 = 50,40 мм
DШ14 = 52,85 мм
DШ25 = 54,30 мм
DШ36= 55,62 мм
DШ4 = 50,53 мм
DШ15 = 52,98 мм
DШ26 = 54,43 мм
DШ37= 55,75 мм
DШ5 = 51,66 мм
DШ16 = 53,11 мм
DШ27 = 54,56 мм
DШ38= 55,88 мм
DШ6 = 51,79 мм
DШ17 = 53,24 мм
DШ28 = 54,70 мм
DШ39= 56,02 мм
DШ7 = 51,92 мм
DШ18 = 53,38 мм
DШ29 = 54,83 мм
DШ8 = 52,05 мм
DШ19 = 53,50 мм
DШ30 = 54,96 мм
DШ9 = 52,19 мм
DШ20 = 53,64 мм
DШ31 = 55,09 мм
DШ10 = 52,32 мм
DШ21 = 53,77 мм
DШ32 = 55,22 мм
DШ11 = 52,45 мм
DШ22 = 53,90 мм
DШ33 = 55,36 мм
40. Числошлицевых зубьев: ZРШ = 39
41. Длинарежущей шлицевой части: lРШ = tP·zРШ = 12·39 = 390 мм
42. Шагкалибрующих зубьев: tК = 0,7·10 = 7 мм
43. Числокалибрующих зубьев для шлицевой части: ZКШ = 6 [1., табл. 8.11, с. 221]
44. Длинакалибрующей шлицевой части: lКШ= tК·zКШ = 7·6 = 42 мм
47. Длиназаднего направления: lЗ = L = 65 мм
48. Общаядлина протяжки: LПР = Sl = 65+100+345+390+42=922 мм
49. Допустимаядлина протяжки: LПР max = 40 · DO
Рекомендуюиспользовать комплект из двух протяжек, так как не выполнено условие
40 · DO
50. Необходимаядлина рабочего хода для работы:
lРХ = SlР + SlК + L = 200+210+65+112=577 мм
Расчётразмеров фасочных зубьев:
51. Определимугол b1:
b1 = 45° – arcsin(/>) = 45° –arcsin(/>) = 35°47´
52. Вспомогательнаявеличина N:
N = />= />= 25,184 мм
53. Величина М:
М = N·sinb1 + />cosb1 = 25.184·sin33°47´ + />cos35°47´ = 11.447 мм
54. Угол b:
b= /> + 2b1 = /> + 2 · 35°47´ = 116°24´
55. Ширинаплощадки:
P = /> – bШ – 2Dh– 2f – 0,5 = /> – 8 – 2·0,8 – 2·0,5 – 0,5= 8.525 мм
56. Расстояниемежду стружкоразделительными канавками:
b = 1,7/> = 1,7/> = 12,02 мм
57. Числостружкоразделительных канавок:
nc = /> = 13,06 » 13
2. Расчетчервячной модульной фрезы
Спроектировать дисковую зуборезную фрезу для нарезания прямозубогоцилиндрического колеса с эвольвентным профилем, для чего необходимо:
– определить профиль рабочего и переходного участков зуба фрезы;
– выбрать геометрические параметры зубьев;
– рассчитать конструктивные элементы фрезы;
2.1Исходные данные для проектирования
Параметры нарезаемого колеса:
– модуль m=14
– число зубьев z=45
–угол главного профиля исходного контура />=20
Профилирование зубьев фрезы.
Ввиду того, что дисковая зуборезная фреза работает по методу копирования,то при нарезании цилиндрического прямозубого колеса задача профилирования еережущих кромок сводится к определению формы впадины зубьев обрабатываемогоизделия. Обычно профиль зуба фрез, кроме эвольвентного (ВС) содержит еще инеэвольвентный участок (СО) (рис. 2.1).
2.2 Определениепрофиля эвольвентного участка
Для нахождения координат точек эвольвентного участка профиля впадинызубьев нарезаемого колесе введем прямоугольную систему координат Х' О' У'. Приэтом начало координат поместим в центр изделия О', а ось О'У' совместим с осьюсимметрии впадины между зубьями (рис. 2.1.).
Тогда координаты произвольной точки Му эвольвенты впадинызуба находят по формулам.
Найдем диаметры фрезы:
d = m*z=14*45 = 630 мм /> r = 315 мм
d/>= m*z*cos/> = 14* 45* cos20 =592 мм /> r/>= 296 мм
d />= m*(z+2)=14*(45+2)= 658 мм /> r/>= 329 мм
r/> = r – (1+c)*m=315 – (1+0,25)*14 = 297,5 мм
X'/>=r/>* sin/>/>
У'/>= r/>* cos/>/>
где r/> – радиус произвольней точки;
/>/> – угол междурадиусом-вектором, проведенным в точку иосью координат.
Угол />/> определяют из уравнения.
/>/> = />
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
/>/>/>=/>
где inv/>и inv/>/> – эвольвентные функции(инволюты этих углов)
inv/>= tg /> — />
Здесь угол /> в радианах.
/>
Рисунок 2.1 – Профилирование эвольвентного участка впадины зубаколеса.
Угол давления в рассматриваемой точке Му профиля зубьевнаходят из выражения.
/>/>=arcos />
/>/>= arcos />/>
/>/>= arcos />/>
/>/>= arcos />/>
/>/>= arcos/> />
/>/>= arcos />/>
/>/>= arcos />/>
/>/>= arcos />/>
/>/>= arcos />/>
где />в-радиусосновной окружности.
Так как в данном случае начальная и основная окружности совпадают,то
r/>=/>
Значения эвольвентных функций (инволют) даны в приложении Аметодички. Полученное в радианах значение />/> переводим в градусы.
/>/> =/>
Для построения профиля шаблона введем новую систему координат Х'О' У'. Она отличается от старой системы X' О «У ' смещением центрапо оси О» У' на величину радиуса впадин зубьев колеса r/>. При этом направлениеосей обеих систем координат совпадают (рис. 2.1).
Тогда координаты профиля шаблона для проверки эвольвентой частипрофиля впадины прямозубого цилиндрического колеса и соответствующего участкадисковой модульной фрезы находят по формулам:
х =r/>* sin/>/> (2.7)
у = r/>* cos/>/>-r/>
где r/> – радиус впадины зубьевнарезаемого колеса;
r/> = r – (1+c)*m
где r– радиус делительной окружности колеса;
c – коэффициент радиального зазора зубчатой передачи,
с= 0,25
Найдемкоординаты точек профиля зуба фрезы из формулы (2.1)
х/>= 296 * sin 1,19 = 6,12
у/>= 296 * cos 1,19 =295,9
х/>= 300* sin 1,27 = 6,64
у/>= 300* cos 1,27 =299,9
х/>= 310* sin 1,73 = 9,35
у/>= 310* cos 1,73 = 309,8
х/>= 315* sin 2,04 = 11,23
у/>= 315* cos 2,04 =314,79
х/>= 320* sin 2,39= 13,3
у/>= 320* cos 2,39 =319,7
х/>= 330* sin 3,19 =18,4
у/>= 330* cos 3,19 =329,5
х/>= 340* sin 4,1 = 24,32
у/>= 340* cos 4,1 = 339,1
х/>= 360* sin 6,14 = 38,5
у/>= 360* cos 6,14 = 357,9
2.3Выбор геометрических параметров зубьев фрезы
Передний угол /> учистовых дисковых зуборезных фрез обычно принимают равным нулю. />= 0
Задний угол /> нанаружном диаметре фрезы определяют из выражения
tg/>=/>/>
где />= 3÷4 – заднийугол на боковой стороне зуба;
/>>5÷10 – угол наклонапрофиля у наружного диаметра фрезы.
Угол />= 11/>33’, условие выполнено.
2.4 Определение конструктивных элементов фрезы
К конструктивным элементам относят наружный диаметр фрезы d/>, диаметр отверстия подоправку d, число зубьев z/>, радиус закругления />, угол V/> и форма впадины междузубьями, а также ширина зуба В.
Высота зуба />
/>= h/> +K/>+/> = 33,5+11+5 =49,5
где h/> – высота затылуемогопрофиля
h/> = h + (1…3) = 31,5+2 =33,5
h – высота зуба нарезаемогоколеса,
h=/> или
h=h/>+h/>=14+17,5 = 31,5 мм /> h/>=/>мм
h/>=/>мм
К – величиназатылования
К = />=/>
Значение К определяем в соответствии из ряда стандартных кулачков– К = 11.
Конструктивные элементы фрезы принимаем:
=160 мм; z/>=10; d=40 мм [2, Т2, с. 191].
Радиус закругления дна впадины />, играет существеннуюроль для затылования фрез. Он необходим не только для предохранения фрезы от трещиныпри термообработке, но и для того, чтобы обеспечить достаточное место длявыхода затыловочного резца.
Приближенно радиус закругления дна впадины можно найти изсоотношения:
/>= /> =/> (4.4)
После выбора диаметров фрезы и отверстия, числа зубьев и величинызатыловакия производят окончательное определение элементов зуба и впадины.Назначение последних связано с процессом затылования.
Ширину зуба у основания С находит не формуле:
С =/>=/>= 18,24 мм
где /> — центральныйугол между зубьями
/>=/>=/>
/> – угол контакта затыловочного резца сзубом фрезы
/>/> =/>–(/>/>+ />/>+/>/>) = 36 – (1+6)=29
/>/> – угол холостого хода
/>/> =/> =/>
Врезание и перебег затыловочного резца характеризуется углами
/>/>и/>/>. Величина их обычно
/>/>+ />/>= (1…2)
Для обеспечения прочности зуба и возможности выполнениядестаточного количества переточек необходимо, чтобы ширина зуба у основания Снаходилась в пределах:
С = (0,75…1)
Угол впадинымежду зубьями V/> определяют по формуле
V/> = />/>+ />/> +/>/>+ />/> =2 + 6 + 18= 26/>
Обычнопринимают />/>=/> = 15…20
Тогда получим
V/>= />+ (16…22) =/>/>
Ширинадисковой модульной фрезы
В = (0,1…1) b * l/> =(1,1…11)*15 = 16,5…165
Принимаем В= 40 мм
где l/>=13 – окружная ширинавпадины нарезаемого колеса по вершинам его зубьев
b =11 – коэффициентувеличения ширины профиля, определяемый по графику (рис. 4.4 м/у).