Расчет коробки скоростей вертикально - сверлильного станка

 

Ширина венца

bш =ψbd *d = 0,2 *72 = 14 мм,   bк = 14 мм

 

Расчет передачи валом 5 и 6:

Модуль

 

принимаем m = 4мм.

Межосевое расстояние

Делительный диаметр

dш =m *Zш = 4*35 = 140 мм                          dк = m *Zк = 4*45 = 180мм

 

Диаметры вершин

da ш= dш + 2m = 140 +2*4 = 148мм                 daк = dк +2m= 180+2*4=188 мм

 

Диаметр впадин

dfш = dш–2,4 m = 140-2,4 *4 = 130,4 мм       dfк = dк – 2,4m = 180–2,4 *4 =170,4 мм

 

Ширина венца

bш =ψbd *d = 0,2 *140 = 28 мм,   bк = 28 мм

 

Расчет передачи между валом 6 и 7:

Модуль

принимаем m = 4 мм

Межосевое расстояние

Делительный диаметр

dш =m *Zш = 4*35 = 140 мм                          dк = m *Zк = 4*72 = 288мм

 

Диаметры вершин

da ш= dш + 2m = 140 +2*4 = 148мм                 daк = dк +2m= 288+2*4=296 мм

 

Диаметр впадин

dfш = dш–2,4 m = 140-2,4 *4 = 130,4 мм       dfк = dк – 2,4m = 288–2,4 *4 =278,4 мм

 

Ширина венца

bш =ψbd *d = 0,2 *140 = 28 мм,   bк = 28 мм

 

Расчет передачи между валом 4 и 7:

Модуль

принимаем из компоновки (т.к. валы удалены друг от друга) m= 4мм.

Межосевое расстояние

Делительный диаметр

dш =m *Zш = 4*55 = 20 мм                          dк = m *Zк = 4*35 = 140мм

 

Диаметры вершин

da ш= dш + 2m = 220 +2*4 = 228мм                 daк = dк +2m= 140+2*4=148 мм

Диаметр впадин

dfш = dш–2,4 m = 220-2,4 *4 = 210,4 мм       dfк = dк – 2,4m = 140–2,4 *4 =130,4 мм

 

Ширина венца

bш =ψbd *d = 0,2 *220 = 44 мм,   bк = 44 мм

 

2.3 Расчет валов

Расчет проводим по пониженным допускаемым напряжениям [τ]к= 20 Н/мм2.

Вал 2:

 

Диаметр посадочного места подшипников d= 20 мм.

Вал 3:

Диаметр посадочного места подшипников d= 20 мм.

Вал 4:

Диаметр посадочного места подшипников d= 25 мм.

Вал 5:

Диаметр посадочного места подшипников d= 40 мм.

Вал 6:

Диаметр посадочного места подшипников d= 50 мм.

Вал 7:

 

Диаметр посадочного места подшипников d= 55 мм.

 

Предварительный выбор подшипников

Т.к. все зубчатые прямозубые, осевых нагрузок нет, принимаем для всех валов шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии.

Выбор шпиндельных опор

Диаметр шпинделя

d >

где l – расстояние между опорами.

 

>

 

Принимаю 60 мм.

Тип опоры исходя из скоростного параметра (d*n)max,

Где d- диаметр шейки шпинделя под подшипник, мм;

n – частота вращения шпинделя, мин-1.

(d * n)max = 60 *4000 = 240000 = 2,4*105 мм* мин-1

При (d*n)max = 2…2,5 *105 мм *мин-1 применяются подшипники качения.

Схема расположения опор для низкоскоростных шпинделей при (d*n)max = 2…2,5 *105.

 

 

 

 

 

Рисунок 4. – Схема шпиндельных опор

 

В этой схеме применяются роликовые радиально – упорные подшипники в передней и задней опорах. Передняя опора фиксирующая, несет осевые и радиальные нагрузки и фиксирует шпиндель в радиальном направлении. Зазоры в подшипниках выбираются регулировкой.

 

2.5. Проверка прочности  шпоночных соединений

 

Условие прочности на смятие:

< [s]см ,

где σсм – напряжение смятия, Н/мм2;

Т- момент на валу, Нм;

d –диаметр ступени вала, мм;

Асм = (0,94 h- t1) *lp ,

Где h- высота шпонки, мм;

t1 – глубина паза втулки, мм;

lp – l-b –рабочая длина шпонки, мм;

lp – полная длина шпонки, мм;

b – ширина шпонки, мм;

[σ]см= 110…190 Н/мм2 – допускаемое напряжение смятия (при стальной ступице и спокойной нагрузке).

Шпонка на 2 валу

Т = 35,9 Нм; d = 22 мм; Lшп = 24 мм.

Размеры шпонки: b = 8 мм; h = 7мм; t1 = 3,3мм.

lp = 24 -8=16 мм;

Асм =(0,94 *7- 2,3)*16= 68,5 Н/мм2

Прочность удовлетворительная.

Шпонка на выходном валу

Т = 695,7 Нм; d = 78мм; L = 80мм.

Размеры шпонки: b=20 мм; h = 12 мм; t1 = 7мм.

lp= 80-20=60 мм;

Асм =(0,94 *12- 7)*60= 256,8 Н/мм2

 

Прочность удовлетворительная.

 

2.6. Подбор смазки

 

Для подшипники и зубчатых колес применяется жидкая смазка. Окружная скорость колеса z17 составляет 82 м/с.

При σв материалов колес 600 Н/мм2 и окружной скорости свыше 5 м/с рекомендуется масло И- Г- А- 32.

 

Вывод:

В данной контрольной работе было выполнено проектирование коробки скоростей вертикально – сверлильного станка. Задача по повышению производительности и расширению технологических возможностей станка решалась путем знаменателя φ, уменьшения числа скоростей и увеличении диапазона регулирования в сравнении со станком – прототипом. Для получения 12 скоростей применена сложенная структура и перебор.  В коробке скоростей использован электромеханический привод с передвижными блоками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. М.: машиностроение, в 3 – х томах, 1980.
2. Маеров А.Г. Устройство, основы конструирования и расчет металлообрабатывающих станков и автоматических линий.- М.: Машиностроение, 1986. -368с.
3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов.- М.: Высш.шк., 1991.
4. Щелкунов Е.Б. и др. Металлорежущие станки. Расчет и конструирование: Учебное пособие./ Е.Б. Щелкунов, С.В. Виноградов, А.А. Бурков.- Комсомольский- на – амуре государственный технический университет, 2003.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А