Рис. 4. Структурный график или график частот вращения для коробки
Z=7 = 21´ 22´ 23
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
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.
где Z1, Z3, Z5, …- числа зубьев ведущих зубчатых колес элементарной двухваловой передачи; Z2, Z4, Z6, …- соответствующие им числа зубьев ведомых зубчатых колес.
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
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
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.
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
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:
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: |