Транспорт

Расчет коробки скоростей

|  Оглавление                                                                    |
|                                                                                |
|Выбор задания                                                                   |
|Выбор и обоснование кинематической схемы станка                                 |
|Определение частот вращения выходного вала (шпинделя)                           |
|Построение кинематической схемы сложной коробки скоростей…7                     |
|Построение структурной сетки……………………………………....12                                |
|Анализ структурной сетки……………………………………………13                                     |
|Построение структурного графика ( графика частот вращения)…..16                 |
|Анализ структурного графика (графика частот вращения)………...18                   |
|Определение передаточных отношений…………………………….24                                |
|Расчет чисел зубьев…………………………………………………...25                                     |
|Расчет энергосиловых параметров коробки скоростей и выбор                       |
|электродвигателя………………………………………………………29                                         |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |

|                                                                                |
|1. Выбор задания                                                                |
|                                                                                |
|Таблица 1                                                                       |
|Исходные данные для проектирования                                              |
|                                                                                |
|Тип станка                                                                      |
|Основные размеры                                                                |
|мм                                                                              |
|(                                                                               |
|Число ступеней                                                                  |
|Z                                                                               |
|n min                                                                           |
|об\мин                                                                          |
|Мощность, P                                                                     |
|кВт                                                                             |
|                                                                                |
|                                                                                |
| Токарный                                                                       |
|Н=160; L=600                                                                    |
|1.26                                                                            |
|7                                                                               |
|125                                                                             |
|4.8                                                                             |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|2. Разработка кинематической схемы                                              |
|                                                                                |
|Основой для проектирования коробки скоростей является разработка полной         |
|кинематической схемы и графика частот вращения, обеспечивающей наиболее простую |
|структуру коробки. Общие требования к коробкам скоростей: минимальная масса,    |
|минимальное число валов и число передач, высокий КПД,  низкий уровень шума,     |
|технологичность, надежность в эксплуатации.                                     |
|2.1. Структурная формула                                                        |
|Z = Zх1 Ч  Zх2  Ч  Zх3,                                                         |
|где Zх1 – числа передач в первой, второй, третьей и т.д ступенях;               |
|Х1, Х2, Х3 – характеристики группы, обусловленные вариантом включения передач   |
|при переходе с одной частоты вращения шпинделя на другую.                       |
|На графиках частот вращения и структурной сетке характеристика показывает на    |
|сколько интервалов (полей) должны расходиться соседние лучи скоростей в одной   |
|коробке. В нашем примере:                                                       |
|Z = 7 = 21 Ч 22 Ч 23                                                            |
|(Основная группа имеет 2 передачи, с характеристикой х0=1.Первая переборная     |
|группа – имеет 2 передачи и  характеристику х1=2, вторая переборная х2=3)       |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Количество возможных конструктивных вариантов (K kc) одной и той же структуры   |
|равно числу перестановок m групп и определяется по формуле:                     |
|                                                                                |
|К кс =            ,                                                             |
|                                                                                |
|где q - количество групп с одинаковым числом передач,  m – количество           |
|элементарных коробок.                                                           |
|(Z = 7) m = 3, q = 3,  число конструктивных вариантов K kc = 1,                 |
|                                                                                |
|К кс =          =1   ,                                                          |
|                                                                                |
|Следовательно, Z = 2 Ч 2Ч 2                                                     |
|3. Количество кинематических вариантов коробки                                  |
|Кинематические варианты компоновки коробки скоростей указывают на порядок       |
|расположения характеристик групп передач.                                       |
|Число кинематических вариантов (К кн) определяется по формуле:                  |
|                                                                                |
|К кн = m!                                                                       |
|(Z = 7):  К кн = 3! = 6,                                                        |
|Возможны варианты: х0 = 1, х1 = 3 или х0 = 2, х1 = 1.                           |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Общее число всевозможных вариантов (конструктивных и кинематических) (К) для    |
|обычных множительных структур определяется по формуле:                          |
|                                                                                |
|К кс =            ,                                                             |
|                                                                                |
|Для шестиступенчатой коробки передач m =2, q= 1, следовательно                  |
|                                                                                |
|К кс =            = 6 ,                                                         |
|                                                                                |
|Возможно получить шесть  вариантов компоновки  коробки скоростей для            |
|                                                                                |
|4. Выбор варианта структуры коробки и обоснование его оптимальности             |
|                                                                                |
|Z = Z х1 Ч Zх2 Ч Zх3 Ч …Ч.Zхт                                                   |
|                                                                                |
|Требования, предъявляемые к выбору оптимального варианта коробки представлены в |
|табл. 2.                                                                        |
|Таблица 2                                                                       |
|Требования к выбору оптимального варианта компоновки коробки.                   |
|                                                                                |
|Требование                                                                      |
|Математическое выражение                                                        |
|                                                                                |
|Стремиться принимать число передач в группах равно 2 или 3.                     |
|Zгр = 2 или 3                                                                   |
|                                                                                |
|Число передач уменьшается при приближении к шпинделю                            |
|Z х0 > Zх1 > Zх2 ..> Zхт                                                        |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Предпочтительно за основную принимать первую группу, а харак- теристики         |
|переборных групп должны возрастать по мере приближения к шпинделю.              |
|Х0 <  Х1 < ….. < Хт                                                             |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|На шпинделе рекомендуется устанавливать минимальное число колес и  располагать  |
|их по возможности ближе к передней опоре. Одиночные понижающие передачи         |
|предпочтительно конструировать ближе к шпинделю. Более высокие частоты вращения |
|уменьшают крутящие моменты, поэтому они должны быть смещены к промежуточным     |
|валам.                                                                          |
|                                                                                |
|5. Разработка кинематической схемы коробки скоростей.                           |
|                                                                                |
|Для нашего примера, в соответствии с приведенными выше требованиями к компоновке|
|коробки скоростей выбираем следующий                                            |
| вариант структурной формулы:                                                   |
|                                                                                |
|Z = 7 = 21 Ч 22 Ч 23                                                            |
|При выборе данного варианта соблюдаются условия:                                |
|- Число передач в группе  2.                                                    |
|- Основная и переборная группа имеют одинаковое число ступеней равное 2.        |
|- Характеристики групп возрастают по мере приближения к шпинделю                |
|(Х0 = 1 – основная группа, Х2 = 2  –первая переборная группа, Х3 = 3  – вторая  |
|переборная группа)                                                              |
|Кинематическая схема для выбранного варианта структурной формулы приведена на   |
|рис. 1.                                                                         |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|[pic]                                                                           |
|рис. 1                                                                          |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|6. Построение структурной сетки                                                 |
|Структурная сетка дает представление о количестве передач между валами,         |
|знаменателе и диапазоне регулирования элементарных коробок, последовательности  |
|включения передач для обеспечения ряда частот вращения шпинделя. Структурная    |
|сетка характеризует закономерности изменения передаточных отношений в групповых |
|передачах при изменении частот вращения шпинделя по геометрическому ряду.       |
|Число валов в коробке равно (m+1), соответственно                               |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Структурная сетка строится в следующем порядке (см. рис. 3):                    |
|1). На чертеже в произвольном масштабе построим структурную сетку. Количество   |
|вертикальных прямых, равное (m +1), соответствует числу валов коробки, в нашем  |
|случае, при   m = 3, число валов – четыре.                                      |
|2). На равном расстоянии друг от друга наносим столько горизонтальных прямых,   |
|сколько ступеней частот вращения имеет проектируемая коробка. В нашем случае,   |
|число ступеней равно 7 (рис. 2.).                                               |
|3). Наносим  на линии четвертого вала (без указания величин) точки n1 – n7,-    |
|изображающие частоты вращения шпинделя. Первый вал имеет одну частоту вращения, |
|следовательно на вертикальной линии первого вала наносим исходную точку 0       |
|симметрично относительно nmin = n1 и nmax = n7, на уровне n4.                   |
|4). Первая группа состоит из двух передач, поэтому из точки О проводим два луча,|
|при этом первому множителю 21 соответствует характеристика х = 1, т.е. на       |
|вертикальной линии вала на структурной сетке расстояние между точками 1 – 2     |
|равно одному интервалу Для следующего множителя 22 характеристика х = 2, а      |
|расстояние между точками 3 – 5 и 4 – 6 равно двум интервалам, для множителя 23  |
|характеристика равна х = 3 и расстояние между n1 – n4, n2 – n5, n3 – n6, n4 – n7|
|равно трем интервалам.                                                          |
|5). Полученные точки соединяем  лучами.                                         |
|                                                                                |
|                                                                                |
|7. Анализ структурной сетки                                                     |
|7.1. Симметричность и веерообразность расположения лучей.                       |
|Структурная сетка симметрична в пределах каждой  группы.                        |
|                                                                                |
|7.2. Проверка оптимальности выбранного варианта сетки по диапазону              |
|регулирования.                                                                  |
|                                                                                |
|R = (Хпп (Zпп -1),                                                              |
|где Zпп– число передач (ступеней) последней переборной коробки. В примере Zпп   |
|(Z2) равно  2.  Хпп – характеристика последней переборной коробки (хпп=3).      |
|Условие оптимальности  R ( [R], где [R] = 8                                     |
|В примере R = 1,26 3(2-1) = 2 ( 8                                               |
|Все условия соблюдены, следовательно выбранный вариант структуры  можно считать |
|оптимальным.                                                                    |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|I                                  II                                  III      |
|IV                                                                              |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Х = 1                             Х = 2                             Х = 3       |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|8. Построение структурного графика (графика частот вращения)                    |
|                                                                                |
|График частот вращения (структурный график) (рис. 4) является видоизмененной    |
|структурной сеткой. Он показывает действительные значения частных передаточных  |
|отношений передач и частот вращения валов.                                      |
|Для построения графика частот вращения необходимо рассчитать числа оборотов     |
|шпинделя по формуле                                                             |
|ni = n min Ч (n-1                                                               |
|Для нашего примера при ( = 1,26                                                 |
|                                                                                |
|n1 = nmin = 125  об\мин                                                         |
|n2 = nmin Ч (1 = 157,5 об\мин              n5 = nmin Ч (4 =  315,06 об\мин      |
|n3 = nmin Ч (2 =  198,45 об\мин           n6 = nmin Ч (5 = 396,97 об\мин        |
|n4 = nmin Ч (3  = 250,05 об\мин           n7 = nmin Ч (6  = 500,19 об\мин       |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Принимаем в соответствии с нормальными рядами чисел в станкостроении следующие  |
|значения чисел оборотов шпинделя:                                               |
|                                                                                |
|n1 = nmin = 125  об\мин                                                         |
|n2 = nmin Ч (1 = 160 об\мин                 n5 = nmin Ч (4 =  315 об\мин        |
|n3 = nmin Ч (2 =  200 об\мин               n6 = nmin Ч (5 = 400 об\мин          |
|n4 = nmin Ч (3  = 250 об\мин               n7 = nmin Ч (6  = 500 об\мин         |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Выполним анализ по отклонению ( n % ( ( 10 ((-1)                                |
|                                                                                |
|В нашем примере ( n % ( ( 10 (1,26-1) = 2,6 %                                   |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Сравнивая расчетные и стандартные значения частот вращения шпинделя, можно      |
|увидеть, что наибольшая разность соответствующих частот вращения имеет место для|
|n6 и составляет 0.76 % что меньше допускаемого отклонения.                      |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|8. Анализ структурного графика (графика частот вращения).                       |
|                                                                                |
|Анализ графика частот вращения производится по показателям:                     |
|Частоту вращения первичного вала выбираем наибольшей.                           |
|n = n мах = 500 об\мин                                                          |
|Так как электродвигатель имеют большую частоту вращения nэд=750 об\мин, то      |
|предполагается использовать зубчатую или ременную передачу между валами 0 и 1.  |
|Передаточные отношения должны удовлетворять двум условиям:                      |
|1) Передаточное отношение в группах должно постепенно уменьшаться по мере       |
|приближения к шпинделю.                                                         |
|2) Для ограничения размеров зубчатых колес и радиальных габаритов коробок       |
|скоростей нормалями станкостроения установлены пределы передаточных отношений:  |
|I min ( 1/4, I max ( 2                                                          |
|Для Z=7 = 21 ( 22( 23 и ( = 1,26                                                |
|iнаиб = (0 = 1,260 = 1    iнаим = (-3 = 1,26-3 = 1\2,                           |
|                                                                                |
|В рассматриваемом случае соблюдаются оба условия, следовательно, данная         |
|структура может быть применена.                                                 |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|II                       I                         II                      III  |
|IV                                                                              |
|                                                                                |
|Рис. 4. Структурный график или график частот вращения для коробки               |
|Z=7 = 21 ( 22( 23                                                               |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|9. Определение передаточных отношений                                           |
|                                                                                |
|Частные передаточные отношения определяют по графику частот вращения. Их        |
|выражают через знаменатель геометрического ряда (:                              |
|i = ( (k                                                                        |
|где к  - число интервалов между смежными валами, которые пересекает данный луч  |
|на графике частот вращения.                                                     |
|Знак «плюс» принимается для ускоряющей передачи, «минус» - для замедляющей      |
|передачи, для горизонтальных лучей к = 0, i = 1                                 |
|                                                                                |
|Используя график частот вращения (рис. 3) определяем передаточные отношения:    |
|                                                                                |
|i1=(0 = 1,26 0 = 1                                               i4=(-2 = 1,26  |
|-2 = 7 : 11                                                                     |
|i2=(-1 = 1,26 -1 = 4 : 5                                        i5=(0 = 1,26 0 =|
|1                                                                               |
|i3=(0 = 1,26 0 = 1                                               i6=(3 = 1,26 -3|
|= 1 : 2                                                                         |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|10. Расчет чисел зубьев                                                         |
|                                                                                |
|Числа зубьев рассчитываем отдельно для каждой группы передач, используя частные |
|передаточные отношения, найденные по графику частот вращения.                   |
|При расчете необходимо соблюдать следующие условия:                             |
|- минимальные числа зубьев ведущего колеса 18-20, максимальные для ведомого     |
|колеса - 100.                                                                   |
|- для обеспечения постоянства межосевого расстояния суммы чисел зубьев          |
|сопряженных колес должны быть равными, т.е.                                     |
|Z1 + Z2 =  Z3 + Z4 = Z5 + Z6 = … = const                                        |
|где  Z1, Z3, Z5, …- числа зубьев ведущих зубчатых колес элементарной двухваловой|
|передачи; Z2, Z4, Z6, …- соответствующие им числа зубьев ведомых зубчатых колес.|
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Определим фиктивные числа зубьев для колес коробки методом наименьшего общего   |
|кратного (НОК)..                                                                |
|Для основной группы они определяются исходя из равенства:                       |
|A : B = Z1 : Z2  =( 0 =  i1 ;   C : D = Z3 : Z4 =( -1 = i2  ;                   |
|Для первой переборной группы исходя из равенства:                               |
|E : F = Z5 :Z6 =( 0 =  i3;   G : H = Z7 : Z8 =( -2 = i4 ;                       |
|Для второй переборной группы исходя из равенства:                               |
|K : L = Z9 : Z10 =( 0 = i5;   M : N = Z11 : Z12 =( -3 = i6,,                    |
|где А, В, C, D, E, F, G, H, K, L, M, N – простые целые числа, которые являются  |
|фиктивными числами зубьев.                                                      |
|                                                                                |
|Для основной группы передач получаем:                                           |
|                                                                                |
|А = 1, В = 1, C = 4, D = 5,                                                     |
|Для первой переборной группы передач:                                           |
|                                                                                |
|E = 1, F = 1,G = 7, H =11,                                                      |
|Для второй переборной группы передач:                                           |
|K = 1, L = 1, M = 1, N = 2                                                      |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Определим наименьшее общее кратное Sz                                           |
|                                                                                |
|Для определения  Sz используем правило: «Sz равно наименьшему общему кратному   |
|сумм простых целых чисел для данной группы передач»                             |
|Для основной группы передач                                                     |
|                                                                                |
|A + B = 1+1 = 2                                                                 |
|C + D = 4+5 =9 , следовательно Sz = 18                                          |
|                                                                                |
|Для первой переборной группы передач                                            |
|                                                                                |
|E + F = 1+1 = 2                                                                 |
|G + H = 7+11 = 18, следовательно Sz = 18                                        |
|Для второй переборной группы передач                                            |
|                                                                                |
|K + L  = 1 + 1 = 2                                                              |
|M + N = 1+2 = 3, следовательно Sz = 6                                           |
|                                                                                |
|Вычислим расчетные числа зубьев:                                                |
|                                                                                |
|Для основной группы передач:                                                    |
|                                                                                |
|Z1 = Sz Ч A / (A + B) = 18Ч 1 / (1 + 1) =9                                      |
|Z2 = SzЧ B / (A + B) = 18 Ч 1/ (1 +1) = 9                                       |
|Z3 = Sz Ч C / (C + D) = 18Ч 4 / (4 + 5) = 8                                     |
|Z4 = Sz Ч D / (C + D) = 18 Ч 5/ (4 + 5) = 10                                    |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Для второй переборной группы передач:                                           |
|                                                                                |
|Z5 = Sz Ч  E  / (E + F) = 18Ч 1 / (1+ 1) = 9                                    |
|Z6 = Sz Ч  F / (E + F)  = 18Ч 1 / (1 + 1)= 9                                    |
|Z7 = SzЧ G / (G + H) = 18Ч 7 / (7 + 11) = 7                                     |
|Z8 = SzЧ H / (G + H) = 18 Ч 11/ (7 + 11) = 11                                   |
|                                                                                |
|Для третьей переборной группы передач:                                          |
|                                                                                |
|Z9 = SzЧ K / (K + L) = 6Ч 1 / (1 + 1) = 3                                       |
|Z10 = SzЧ L / (K + L) = 6 Ч 1/ (1 + 1) = 3                                      |
|Z11 = Sz Ч  M  / (M + N) = 6 Ч 1 / (1+ 2) = 2                                   |
|Z12 = Sz Ч  N / (M + N)  = 6 Ч 2 / (1 + 2)= 4                                   |
|                                                                                |
|Определим  действительные числа зубьев колес коробки скоростей                  |
|                                                                                |
|Так как минимальное число зубьев колес должно быть не меньше 18, то увеличим    |
|количество рассчитанных чисел зубьев в 2,5 раза для основной и первой переборной|
|группы, и в 10 раз для второй переборной группы. Таким образом,  после умножения|
|получаем:                                                                       |
|                                                                                |
|Z1 = 22,5        Z3 = 20          Z5 = 22,5           Z7 = 17,5            Z9 = |
|27          Z11 = 18                                                            |
|Z2 = 22,5        Z4 = 25          Z6 = 22,5          Z8 = 27,5            Z10   |
|=27          Z12 = 36                                                           |
|Подачи (Z1 : Z2 ) ; (Z5 : Z6 ) ; (Z7 : Z8 ) необходимо корригировать            |
|                                                                                |
|Произведем проверку на равенство сумм чисел зубьев,  с целью обеспечения        |
|одинакового межосевого расстояния для всех передач в   одной группе.            |
|                                                                                |
|Для основной группы:                                                            |
|Z1 + Z2 = Z3 + Z4 = 22 + 23 =  20 + 25 = 45                                     |
|Для первой переборной группы:                                                   |
|Z5 + Z6 = Z7 + Z8 = 27+ 27 = 21+ 33= 54                                         |
|Для второй переборной группы:                                                   |
|Z9 + Z10 = Z11 + Z12 = 27+ 27 = 18 + 36 = 54                                    |
|                                                                                |
|Условие постоянства суммы SZ соблюдается.                                       |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|11. Расчет энергосиловых параметров коробки скоростей и выбор электродвигателя  |
|                                                                                |
|Выбор электродвигателя. Принимаем электродвигатель по ближайшей частоте         |
|вращения.                                                                       |
|n = 750 об\мин                                                                  |
|                                                                                |
|Определим, что подача от электродвигателя на первый вал коробки скоростей       |
|ременная. При выборе ременной передачи общий КПД коробки скоростей определяется |
|по формуле:                                                                     |
|(о = (рп Ч (пк, Ч (зк                                                           |
|где к – количество пар подшипников качения в коробке скоростей.                 |
|                                                                                |
|(о = (рп Ч (пк Ч (зк = 0,96Ч0,994Ч0,973 =  0,84                                 |
|Рассчитаем  потребляемую мощность на электродвигателе станка:                   |
|Рэд = Рст  / (о = 4,8 / 0,84 = 5,71 кВт,                                        |
|где Рст  -  мощность станка, кВт;  (о -  общий КПД коробки скоростей.           |
|                                                                                |
|Принимаем электродвигатель. 4А160S8                                             |
|Мощность Рэд = 7,5 кВт,   асинхронная частота вращения ротора                   |
|                                                                                |
|nа = 730 об\мин                                                                 |
|                                                                                |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Рассчитаем передаточное число ременной  передачи с учетом коэффициента          |
|скольжения по формуле:                                                          |
|                                                                                |
|i рем = n1  / (na ( 0,985) = 500 / (730 х 0,985) = 0,695                        |
|                                                                                |
|Рассчитаем диаметр ведущего шкива по формуле:                                   |
|                                                                                |
|d1= k (       T0                                                                |
|где T0 - крутящий момент на валу электродвигателя, Н ( м;                       |
|к = 40 для клиноременной передачи                                               |
|T0 = 9550 Рэд  /  na                                                            |
|Для нашего примера T0 = 9550 ( 7,5 / 730 = 98,12 Н ( м                          |
|Диаметр ведущего шкива равен                                                    |
|d1= k (  T0 = 40 (        98,12   = 184,5 мм                                    |
|Расчетный диаметр шкива округляем до ближайшего стандартного значения по ГОСТ   |
|17383 - 73.                                                                     |
|d1= 180 мм.                                                                     |
|                                                                                |
|3.8.6 Рассчитаем диаметр ведомого шкива:                                        |
|                                                                                |
|d2 = d1 / iрем = 180 / 0,695 = 258,99 мм                                        |
|                                                                                |
|Округлим d2 до стандартного значения из ряда по ГОСТ 17383 - 73                 |
|d2 = 250 мм.                                                                    |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|3.8.7 Рассчитаем фактическое передаточное отношение ременной передачи:          |
|                                                                                |
|                                                                                |
|iф рем = d1 ( (1 - () / d2 = 180 ( (1 – 0,015) / 250 = 0,71.                    |
|                                                                                |
|где ( - коэффициент скольжения, для ременных передач ( = 0,015                  |
|                                                                                |
|В нашем случае погрешность составляет менее 1%, поэтому значения диаметров      |
|шкивов принимаем d1. = 160 мм, d2.= 230 мм.                                     |
|                                                                                |
|                                                                                |
|3,8,8 Рассчитаем  передаваемую мощность для каждого вала коробки скоростей   по |
|формуле:                                                                        |
|Рi = Рэд п ( (,  кВт                                                            |
|где Рэд п -  мощность электродвигателя, кВт;( - общий КПД, учитывающий потери   |
|мощности от двигателя до рассчитываемого вала.                                  |
|Расчетные значения передаваемой мощности для нашего примера приведены в табл.7. |
|                                                                                |
|Р1 = Рэд п ( (рп ( (пк = 4,8 х 0.96 х 0,99 = 4,56 кВт                           |
|Р2 = Р1 ( (зп ( (пк = Р1 х 0.96 х 0,99 = 4,38 кВт                               |
|Р3 = Р2 ( (зп ( (пк = Р2 х 0.96 х 0,99 = 4,2 кВт                                |
|Р4 = Р3 ( (зп ( (пк = Р3 х 0.96 х 0,99 = 4 кВт                                  |
|                                                                                |
|3.8.9 Рассчитаем  крутящие моменты на валах коробки скоростей   по формуле:     |
|                                                                                |
|Тi  =  9550  ( Р i  / n i min , Н(мм                                            |
|                                                                                |
|где n i min - - минимальная частота вращения вала, об\мин.                      |
|                                                                                |
|В качестве расчетной частоты вращения шпинделя принимаем частоту вращения       |
|верхней ступени второй трети диапазона, т.е. n i min  равную n3 = 200 об/мин.   |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|Т1 =  975  ( 104 ( 4,56  / 200 = 222,3 Н(мм                                     |
|Т2 =  975  ( 104 ( 4,38  / 200 = 213,5 Н(мм                                     |
|Т3 =  975  ( 104 ( 4,2  / 200 = 204,75 Н(мм                                     |
|Т4 =  975  ( 104 ( 4 / 200 = 195 Н(мм                                           |
|                                                                                |
|                                                                                |
|3,8,9 Произведем предварительный (ориентировочный)  расчет  валов коробки       |
|скоростей.                                                                      |
|Предварительный расчет диаметров валов выполняют из расчета на кручение, так как|
|нет данных о расстоянии между опорами, необходимых для учета изгибных           |
|напряжений.                                                                     |
|Предварительных расчет диаметров валов производится по формуле:                 |
|                                                                                |
|di =      5(Тi  / [(]                                                           |
|где Тi – максимальный крутящий момент для рассчитываемого вала, Н*мм; d -       |
|диаметр рассчитываемого вала, мм;                                               |
|[(] - допускаемое значение напряжений кручения, МПа.                            |
|Для валов из конструкционных среднеуглеродистых марок сталей 45, 50 принимают   |
|[(] = 20 МПа                                                                    |
|Диаметр промежуточных валов округлим до ближайших больших стандартных значений  |
|по ряду Ra 40.                                                                  |
|Диаметр шпинделя в переднем подшипнике принимаем в зависимости от мощности      |
|электродвигателя (табл. 6).                                                     |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|                                                                                |
|d1 =        5(222300 / 20 = 38 мм,  принимаем d1 = 38 мм                        |
|                                                                                |
|d2 =        5(213500 / 20 = 37,6 мм,  принимаем d2 = 38 мм                      |
|                                                                                |
|d3 =        5(204750  / 20 = 37 мм,  принимаем d3 = 38 мм                       |
|                                                                                |
|d4 =          5(195000  / 20 = 36,5 мм,  принимаем d4 = 38 мм                   |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Литература                                                                      |
|                                                                                |
|1. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3т.                |
|М.: Машиностроение, 1985. Т.2, 559 с.                                           |
|2. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем:                    |
|проектирование металлорежущих станков; Справочник –                             |
|учебник/под ред. А. С. Проникова._ М, Машиностроение,1995.-448 с.               |
|4. Проников А. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.              |
|Учеб. для ВУЗов.- М.: Высш. Школа,- 2000.-                                      |
|5. Тарзиманов Г. А. Проектирование металлорежущих станков. М.:                  |
|Машиностроение,- 1980, - 280 с.                                                 |
|6. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебник                |
|для техн..- М Высшая школа. – ФГИПП.- 1999.- 432 с..                            |
|7.     Дунаев Леликов Курсовое проектирование деталей машин: учебник для ВУЗов.-|
|М Высшая школа. 1999.- 420 с.                                                   |
|8. Кочергин А. А, Конструирование и расчет металлорежущих станков               |
|и станочних комплексов: Учеб. пособие для ВТУЗов.- Минск. –                     |
|Вышейш. школа. – 1991, 382 с.                                                   |
|9.   Левятов Д.С. Расчеты и конструирование деталей машин: Учеб. для            |
|Вузов.- М.: Высш. шк. 1985. 380 с.                                              |
|   |   |         |     |   |030501.080602.041.000 ПЗ                     |Лис|
|   |   |         |     |   |                                             |т  |
|   |   |         |     |   |                                             |   |
|Изм|Лис|№        |Подпи|Дат|                                             |   |
|   |т  |документа|сь   |а  |                                             |   |

-----------------------
q!

m!

3!

3!

(m!)2

q!

(3!)2

3!

|n3|


|n2|


|n1|


|I3 = (0  |
|=Z5:Z6   |


|I1 = (0  |
|=Z1 : Z2 |


|n4|


|n5|


|n6|


|n7|


6

5

4

3

2

1

0

об\мин

125

160

200

250

315

400

500

6

7

4

5[pic]

0

1

2

3

|Вал  двигателя |
|n = 750 об/мин |


i4= 1\( 2 =Z7 : Z8

I6 = 1\(3 =Z11:Z12

|i2 = 1\(1|
|=Z3 : Z4 |


|I5 = (0  |
|=Z9:Z10  |


3

3


3

3

3

3

3




смотреть на рефераты похожие на "Расчет коробки скоростей "