Розрахунок та проектування приводу головного руху верстата I групи, страница 6

6.1   Початкові данні вимоги

Початкові данні вимоги для розробки коробки швидкостей є:

1.потужність електродвигуна Nе=5.5КВт;

2.передаточне відношення пасової і зубчатих коліс ір=d1 /d2=0,53;

3. кількість валів відповідно кінематичної схеми верстата (4);

4. кількість зубчатих коліс і кількість нарізаних зубів (див.табл.4.1);

5.кількість і розташування електромагнітних муфт (див. рис.3.1)

Коробка швидкостей повинна задовольняти ряд потреб, таких як : min розміри коробки швидкостей верстата, соосність валів в коробці швидкостей, забезпечення потрібної потужності шпинделя  верстата і забезпечення теплових  та інших деформацій шпинделя, за допомогою відповідних опор шпинделя, забезпечення зручності  при виготовленні усіх деталей та корпуса коробки швидкостей, їх технологічність у виготовленні, зручність в обслуговуванні, надійність і по можливості  простоті та уніфікації окремих вузлів коробки швидкостей.


6.2   Розрахунок крутних моментів, діючих на валах та на шпинделі

Після того як проведено кінематичний розрахунок  коробки швидкостей, переходимо до силового розрахунку, використовуючи для цього параметри електродвигуна ( N- потужність ) і отримані  кінематичні та геометричні параметри  коробки швидкостей.

До силового розрахунку відноситься поперед всього визначення крутних моментів Мі на кожному валу коробки швидкостей, виходячи з умов  повного використання потужності електродвигуна.

Крутний момент визначається за формулою:

Мі=9550N/nі          [Н∙м], де Мі – крутний момент на і- тому валу (Н∙м) ;

N- потужність електродвигуна (кВт);

nі – обертання і-го вала (об/хв).

Крутний момент на валу електродвигуна

Мед=9550N/nед =54.43     [Н∙м], де Мед- крутний момент на валу електродвигуна(Н∙м);

nед- обороти вала електродвигуна(об/хв).

Крутний момент реверсивного механізму (нульовий вал і0)

М 0 ед∙1/ip  ∙ήп.п ∙ ή2 шп =93.14 [Н∙м], де М0- момент на реверсивному валу;

ір - передаточне відношення пасової передачі;

ήп.п - ККД пасової передачі ήп.п=0.95;

ήпідш- ККД підшипника  ήпідш=0.98;

ήз.п  - ККД зубчатої пари ήз.п =0.93.

Крутний момент на валах коробки швидкостей

М і = Мі-1∙1/iі ∙ήз.п ∙ή2 підш         [Н∙м], 

            де Мі- крутний момент на даному валу(Н∙м);

Мі-1-  крутний момент на попередньому валу(Н∙м);

Іі - передаточне відношення зубчатої пари;

ή кпідш- ККД підшипника гойдання  ήпідш=0.98

к-кількість підшипників на даному валу;

ή tз.п  - ККД зубчатої передачі ήз.п =0.93;

t – кількість зубчатих пар на даному валу;

М1  =9550∙1/i0 ∙ ήз.п ∙ή2 підш _=83.19 Н∙м;

М 11 =9550∙1/i1 ∙ήз.п ∙ή2 підш=185.75 Н∙м;

М 111 =95501/i3 ∙ήз.п ∙ή2 підш=535.19 Н∙м;

6.3   Попередній розрахунок діаметрів валів  коробки      швидкостей

Оскільки основні розміри коробки швидкостей ще не визначені (тобто опір, відстань між ними та інше) і відповідно немає можливості визначити  переломні моменти, тому розрахунок можливо вести приблизно, а саме за формулою:

, де dі- діаметр і-го вала (мм);

Мі- крутний момент на і-му валу(Н∙м);

ιоб-припустима напруга при обертанні

об]=25-30 Н/мм2

 26.508 мм,

 25.529 мм,


 33.367 мм,

 47.48 мм,

Отриманні значення діаметрів валів округлюємо до найближчого стандартного значення по ГОСТ 6636-84, у відповідності зі стандартними, вибираємо розміри вихідних кінців валів, де встановлено підшипники:                                                   

d0=28 мм,                 dпідш=25мм,       вал гладкий;

d1=28 мм,                 dпідш=25мм,       вал гладкий;     

d2=38 мм,                  dпідш=35мм,       вал гладкий;               

d3=60 мм,                  dпідш=55мм,       вал гладкий порожній.

6.4   Розрахунок модулів та параметрів зубчастих передач

Зубчаті колеса є основним видом передач коробки швидкостей, і від їх габаритів і якості виконання  в більшості залежать розміри та експлуатаційні характеристики всієї коробки швидкостей. Для визначення модулів зубчастих коліс використовуємо формулу:

де mi – модуль і-ой групи;

      km – коефіцієнт прямозубих коліс (km=14);

      Mkpi – крутний момент на даному валу;