МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «СТАНКИН»
КАФЕДРАОСНОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ МАШИН
КУРСОВОЙПРОЕКТНатему: Рассчитать и спроектировать коробку скоростей коперационному токарному станку. Вариант 2/11
Выполнил: студент гр. ВТ-6-1 ТулаевП.А.
Проверил: Степанов А.А.МОСКВА2001
Z6
Z5
Z4
Z3
Z2
Z1 М
36X42
шлицы
ЭМ
∅35
∅35
∅50
∅40
III
I
II
∅45
∅45
∅40
Дано:
Твыхmax= 138 H·m
nmin = 340 мин–1
φ = 1,41
n0= 1000 мин–1
Тип фрикционной муфты ЭМ
Тип передачи (U = 1) или муфты на выходномвалу клиноремённая
Коробку установить на литойплите
Срок службы коробки tч = 12·103часовКинематическийрасчёт
Выбор электродвигателя
Т = 9550 р/п
Расчётнаямощность на выходе
Рвых =
Рэл’ =
побщ = п2оп· п2пр
побщ = 0, 9952· 0,982 · 0, 9604 = 0, 95082
М Рэл’ = (это в )
Тип двигателя : Тип исполнения:
4А132S6У3 М300н= 5, 5 кВтп0= 1000
пп = 965 мин-1
-
тип двигателя выбран правильно
Определениечастот вращения выходного вала
п1 min= 340 об/мин
п2 min= n1·φ= 340·1,41 = 479,4 об/мин
Определениеобщих передаточных чисел
Uобщ 1, 2= Uпр2 13·Uпр1
Uобщ 1= (1) = Uпр1·Uпр2
Uобщ 2 = (2) = Uпр1·Uпр3
Выбор передаточных чисел отдельных пар
Uпр max = 4
Разбиение Uобщпоступеням приводят к Uобщ min
Здесь можно выявить следующие пары:
=
Определениечисел зубьев прямозубых колёс
т.к. aw = const
Проверкачастот вращения
-
-
- %
φ- т. к.
диаметры шкивов на выходе
пz= min
30,965>24·nII
при ТIIи пIIψbd= 0,3 – рассчитываемая передача
Определение мощности навалах
Рэл = 5,5 кВт
РI = Pэл·ηпр·ηоп= 5,5·0,98·0,995= 5,36 кВт
РII = PI·ηпр·ηоп= 5,36·0,98·0,995 = 5,23 кВт
РIII = PII·ηоп·ηкл.р= 5,23·0,995·0,96= 4,995 кВт
Определениечастот вращения валов
nI= nH·= 965·= 675,5 мин-1
nII1= nI·= 675,5·= 337,75 мин-1
nII2= nI·= 675,5·= 482,499 мин-1
nIII1= nII1·U = 337,75 мин-1
nIII2= nII2·U = 482,499 мин-1Определение вращающих моментов
Т = 9550
Тэл = 9550··H·м
TI= 9550··H·м
TII= 9550··Tmax = 138 H·м Проектировочный расчёт валов
φ φ =
dbI= 110·= 32,8 мм
dbII= 110·= 38,8 мм
dbIII= 110·= 35,09 мм
Итоговая таблица
№ вала
Pi
ni
Ti
dbi
Эл
5,5
965
51,103
38
I
5,36
337,75
75,7
32,830
II
5,23
482,499
147,8
38,80
III
4,995
482,499
138
35,08 Расчёт прямозубой цилиндрической передачи
т.к. у шестерни Z3 наименьшеечисло зубьев (zmin),то рассчитывать будем её =
Проектировочный расчёт
а) на контактную выносливость
d1H= Kd·
Kd= 770 (сталь)
TI= 75,7 Н·м
Ψbd= 0,3 – коэффициент ширины зуба
KHβ= 1,07 по таблице 1.5
HB> 350
> 6 (менее жёсткий вал)
Cosβ = 1 т.к. прямозубая цилиндрическая передача
далее по таблице 6.5
Ст40х + термическая обработка, закалка в ТВЧ
σНР = 900 МПа
σFP = 230 МПа
σНР = σНР’·KHL = 900·1 = 900МПа
NHO= 8·107циклов
NFO= 4·106 циклов
t14=t24=
NHE= 60·tч·nI = 60·6·103·675,5 ≈ 24·107 циклов
KHL= 1
т.к. NHE > NHO,тоKHL= 1
dIH= мм
mH= мм
б) на изгибную выносливость
mF=
Km= 13,8 (сталь, прямозубая)
ТI=75,7 H·м
Z3= 24
Ψbd= 0,3
УF3 = Z3и “Х” = 3,92 (по таблице)
σFp= σFp’·KFL
KFL= 1
KFβ= 1,15 по таблице 1. 5
Для постоянного режима
NFE= NHE = 24·107
т.к. NFE>NF0, тоKFL = 1
σFP= 230·1 = 230 МПа
mF= 13,8мм
mH= 2,55мм mF = 2,7мм
ГОСТ: 2,0;2,25; 2,5; 2,75; 3,0; 3,5…
по ГОСТ выбираем 2,75ммПроверочный расчет прямозубой передачи
а) на контактную выносливость
σН = ZM·ZH·Zε σHP
ZM= 192 (сталь-сталь)
ZH= 2,49 (x=0, β=0)
- Zε=
- εα= =1,88-3,2·(
- Zε= = 0,88
dIII=
b= ψbd·dI = 0,3·66 = 19,8 мм (принимаем b=20)
U = 2
FtI=
KHα= 1 (прямозубая передача)
KHβ= 1,07
KHv=
FHv=δH·д0·v·b
δH= 0,014 (для прямозубой НВ>350 и без модификации)
д0= 47 (для 7й степениточности)
vI=
aw =
FHv=0,014·47·2,33·19,8·
KHv=1+
σH= 192·2,49·0,88·МПа
730МПа
Расчет наизгибную выносливость
σF = УFI·Уε·Уβ· σFP
УFI = 3,92
Уε = 1 (прямозубая)
Уβ= 1 (β=0)
FtI= 2336 H
b= 19,44 мм
m = 2,75мм
KFα= 1(прямозубая)
KFβ= 1,15
KFv = 1+
FFv = δF ·д0·vI·b·
δF= 0,016 (прямые без модификации НВ>350)
FFv=0,016·47·2,33·20·
KFv=1+
σF= 3,92·1·1·= 205 МПа
205 МПа
SF=
Расчёт клиноремённой передачи
Тип ремня Б
Нормального сечения по ГОСТ 1284.1 ипо ГОСТ 1284.3
Характеристики и размеры (по таблице 9.13)
в0= 17 мм
вр = 14 мм
h= 10,5 мм
А1 = 138 мм2
d1min= 125 мм
q= 0,18 кг/м
L= 800…6300 мм
Т1 = 50…150 Hм
Диаметры шкивов
мм – диаметры шкивов на выходе
округляем по табл. 9. 3 до значения 160 мм
dp1=dp2=160 мм
-
Фактическая частота вращения ведомого вала
n2 = 482.499 мин-1
Скорость ремня
V = 4 м/с
Окружная сила
Ft= = 1189 Н
Межосевое расстояние
мм
причёмamin
amin= 0,55·(d1+d2)+h =0,55·(160+160)+10,5 = 186,5 мм
amax= 2·(d1+d2) = 2·(160+160) = 640 мм
Длина ремня
-
L≈
-
L≈ мм
Принимаем стандартную длину ремня по таблице 9.14
- L = 1000 ммОкончательное межосевое расстояние
, где
λ = L — π·dср= 497,6
dср=
-
- = 0
ммНаименьшее межосевое расстояние
(необходимое для монтажа ремня)
aнаим≈ a – 0,01·L ≈ 238,8 ммНаибольшее межосевое расстояние
(необходимое для компенсации вытяжки ремня)
aнаиб≈ a + 0,025·L ≈ 273,8 ммКоэффициент режима Ср = 1 т.к. токарный станок (по табл. 9.9)Угол обхвата ремня на малом шкиве
Коэффициент угла обхвата
Са = 1 (по табл. 9.15)Частота пробегов ремня, С-1i = i = Эквивалентный диаметр ведущего шкива
-
┌
│
└
┐
│
┘ de = d1·Kи, где
=1
=> de= 160 ммприведённое полезное напряжение
-
[σF]= 2,5 МПаДопускаемое полезное напряжение
[σF] = [σF]0·Ca·Cp = 2,5·1 = 2,5 МПаНеобходимое число клиновых ремней
Z’=
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки поремням
Сz = 0,95 (по табл. 9.19)Число ремней
принимаем Z = 3Коэффициент режима при односменной работе
Cp’= 1 (по табл. 9.9)Рабочий коэффициент тяги
Ψ= 0, 67·Ca·Cp’ = 0,67·1·1 = 0,67
Коэффициент