Смекни!
smekni.com

Расчет коробки скоростей (стр. 3 из 4)

Рис. 4. Структурный график или график частот вращения для коробки

Z=7 = 21´ 22´ 23

030501.080602.041.000 ПЗ Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

9. Определение передаточных отношений

Частные передаточные отношения определяют по графику частот вращения. Их выражают через знаменатель гео­метрического ряда j:

i = j±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=j0 = 1,26 0 = 1 i4=j-2 = 1,26 -2 = 7 : 11

i2=j-1 = 1,26 -1 = 4 : 5 i5=j0 = 1,26 0 = 1

i3=j0 = 1,26 0 = 1 i6=j3 = 1,26 -3 = 1 : 2

030501.080602.041.000 ПЗ Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

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 Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

Определим фиктивные числа зубьев для колес коробки методом наименьшего общего кратного (НОК)..

Для основной группы они определяются исходя из равенства:

A : B = Z1 : Z2 =j 0= i1 ; C : D = Z3 : Z4 =j -1 = i2 ;

Для первой переборной группы исходя из равенства:

E : F = Z5 :Z6 =j 0 = i3;G : H = Z7 : Z8=j -2 = i4 ;

Для второй переборной группы исходя из равенства:

K : L = Z9 : Z10 =j 0 = i5; M : N = Z11 : Z12 =j -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 Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

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 × A / (A + B) = 18× 1 / (1 + 1) =9

Z2 = Sz× B / (A + B) = 18 × 1/ (1 +1) = 9

Z3 = Sz × C / (C + D) = 18× 4 / (4 + 5) = 8

Z4 = Sz × D / (C + D) = 18 × 5/ (4 + 5) = 10

030501.080602.041.000 ПЗ Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

Для второй переборной группы передач:

Z5 = Sz × E / (E + F) = 18× 1 / (1+ 1) = 9

Z6 = Sz × F / (E + F) = 18× 1 / (1 + 1)= 9

Z7 = Sz× G / (G + H) = 18× 7 / (7 + 11) = 7

Z8 = Sz× H / (G + H) = 18 × 11/ (7 + 11) = 11

Для третьей переборной группы передач:

Z9 = Sz× K / (K + L) = 6× 1 / (1 + 1) = 3

Z10 = Sz× L / (K + L) = 6 × 1/ (1 + 1) = 3

Z11 = Sz × M / (M + N) = 6 × 1 / (1+ 2) = 2

Z12 = Sz × N / (M + N) = 6 × 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 Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

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:

hо = hрп × hпк, × hзк

где к – количество пар подшипников качения в коробке скоростей.

hо = hрп × hпк × hзк = 0,96×0,994×0,973 = 0,84

Рассчитаем потребляемую мощность на электродвигателе станка:

Рэд = Рст / hо = 4,8 / 0,84 = 5,71 кВт,

где Рст - мощность станка, кВт; hо - 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 Лист Изм Лист № документа Подпись Дата

Рассчитаем передаточное число ременной передачи с учетом коэффициента скольжения по формуле:

iрем = 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 значенияиз ряда по ГОСТ 17383 - 73

d2 = 250 мм.

030501.080602.041.000 ПЗ Лист
Изм Лист № документа Подпись Дата

3.8.7 Рассчитаем фактическое передаточное отношение ременной передачи:

iф рем = d1 ´ (1 - e) / d2 = 180 ´ (1 – 0,015) / 250 = 0,71.

где e - коэффициент скольжения, для ременных передач e = 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 = Рэдп´h, кВт

где Рэдп - мощность электродвигателя, кВт;h - общий КПД, учитывающий потери мощности от двигателя до рассчитываемого вала.

Расчетные значения передаваемой мощности для нашего примера приведены в табл.7.

Р1 = Рэдп´hрп ´hпк = 4,8 х 0.96 х 0,99 = 4,56 кВт

Р2 = Р1´hзп ´hпк = Р1 х 0.96 х 0,99 = 4,38 кВт

Р3 = Р2´hзп ´hпк = Р2 х 0.96 х 0,99 = 4,2 кВт

Р4 = Р3´hзп ´hпк = Р3 х 0.96 х 0,99 = 4 кВт

3.8.9 Рассчитаем крутящие моменты на валах коробки скоростей по формуле: