Разработка коробки скоростей консольно-фрезерного станка

Основные нагрузки на валы привода - это кручение и изгиб.

 

Составляем уравнения  для Мк, Мх, Qy, для каждого вала

Г.У.Мх(0)=0, Мх(0,6)=0, Мк(0)=0, Мк(0,6)=0.     

H

  - момент, - угол трения, -  угол зацепления=20 градусов.

По величинам изгибающих и крутящего моментов находится  опасное сечение, для которого расчитывается суммарный изгибающий момент

,      .

  затем по нему и величине крутящего момента находится результирующий момент:

   Необходимый момент  сопротивления сечения вала определяется  по формуле:

  После чего определяем  требуемый по условиям прочности  диаметр вала:

    Принимаем диаметр вала равный 40мм.

 

 

9. Расчет шпоночного соединения.

рис. 7 Размеры призматических шпонок.

 

Расчет ведется из условия, что шпонки нагружены по всей длине.

Шпонки рассчитываются на смятие, а в особо ответственных  случаях и на срез.

Условие прочности на смятие

                                         ,

где P – усилие, передаваемое шпонкой, Н;

                                                ,

- площадь смятия, мм²;

                                           ,

М – передаваемый момент, Н∙м;

d – диаметр вала, мм;

h – толщина шпонки, мм;

l_р – рабочая длина шпонки, мм;

[σ_см] – допускаемое напряжение смятия (для стальных ступиц [σ_см]=100-150МПа), МПа;

Рассчитаем шпонку первого  вала на смятие:

Шпонка 12×8×32

Н;

мм²;

МПа;

 

По результатам расчета  все шпоночные соединения выдерживают  требуемую нагрузку.

 

 

10. Расчет шлицевых соединений.

рис. 8 . шлицевые соединения

Проверочный расчет на прочность прямобочных шлицев аналогичен расчету призматических шпонок. Расчет ведется только на смятие.

При расчете допускают, что по боковым поверхностям зубьев нагрузка распределяется равномерно, но из-за неточности изготовления в работе участвует 0,75 общего числа зубьев (т. е. коэффициент неодновременности работы зубьев ).

Условие прочности на смятие

,

где М – передаваемый момент, Н∙м;

z – число зубьев( в зависимости от d)

d_ср – средний диаметр соединения, мм;

                                                            ,

F_см – площадь смятия, мм²;

                                                ,

где l_р – рабочая длина зубьев, мм;

f – размер фаски зуба, мм;

r – радиус скругления у основания зуба, мм;

D – наружный диаметр, мм;

d – внутренний диаметр, мм;

[σ]_см – допускаемое напряжение (для средней серии подвижного соединения под нагрузкой [σ]_см=5-15МПа

Параметры f, r, D, d – принимаются по ГОСТ 1139-80 для прямобочных шлицевых соединений средней серии

 

мм;

мм²;

МПа.

Согласно полученным результатам расчета шлицевые соединения выдерживают заданную нагрузку.

 

 

Список литературы

 

1. «Приводы главного движения металлорежущих станков», методические указания, Гаврилов В.А., Попов П.Е., Сергеев В.А. – изд-во ОмГТУ.2006г 38с.

2.Режимы резания металлов. Справочник. Барановский Ю.В., изд-во «Машиностроение» М. 1972г. 407с

3.Анурьев В.И.  Справочник конструктора – машиностроителя. – М.:                                                                       Машиностроение  В 3-х томах 1979. Т1, 728 с., Т2, 559стр., Т3, 557с

4.Проников А.С. Расчёт и конструирование металлорежущих станков-М: Высшая школа, 1962.-421 с.

5. Металлорежущие станки: Альбом общих видов кинематических схем и узлов/ Под ред. А.М. Кучера. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: Машиностроение, 1972. 306 с.

6. Пуш В.Э. Конструирование  металлорежущих станков – М.: Машиностроение,1987. – 390 с.