Розрахунок та проектування верстата 2 групи, страница 6

Рис. 5.2  Електросхема керування приводом головного руху

6 РОЗРАХУНОК І ПРОЕКТУВАННЯ ПРИВОДУ ГОЛОВНОГО РУХУ

6.1 Вихідні дані і вимоги

Вихідними даними для розробки коробки швидкостей верстата є:

1.  Потужність електродвигуна N=5.5(кВт);

2.  Передавальні стосунки ремінної передачі і зубчастих пар I_p=0.7; I₁^I=1; I₁=0.63; I₅=0.4.

3.  Кількість валів згідно з кінематичною схемою верстата показаною на рис.3.1 на сторінкі 13;

4.  Кількість зубчастих коліс і кількість зубів нарізаних на них приведені в таблиці 4.1 на сторінкі 18;

5.  Кількість і расположення електромагнітних муфт приведені на рис. 3.1 на сторінкі 13, реверс здійснюється реверсивним механізмом.

Коробка швидкостей повинна задовольняти ряду вимог, таких як мінімальні розміри коробки швидкостей верстата, співісна валів в коробці швидкостей, забезпечення необхідної потужності шпинделя верстата і забезпечення зняття теплових і інших деформацій шпинделя, за допомогою відповідних опор шпинделя, забезпечення зручності у виготовленні всіх деталей і корпуси коробки швидкостей, їх технологічність у виготовлення, зручність в обслуговуванні, надійності і по можливості простоті і уніфікації окремих вузлів коробки швидкостей.

6.2 Розрахунок крутних моментів, що діють на валах і шпинделі

Після того, як зробили кінематичний розрахунок коробки швидкостей, перходимо до силового розрахунку, використовуючи для цього параметри електродвигуна (N – потужність) і отримані кінематичні і геометричні параметри коробки швидкостей. До силового розрахунку відноситься, перш за все, визначення крутних моментів M_і на кожному валу коробки швидкостей, виходячи з умов повного використання потужності електродвигуна.

Крутний момент визначається по формулі:

, де  - крутний момент на i-тому валу ();

 - потужність електродвигуна (кВт);

 - звороти i-того валу (об/мін).

Крутний момент на валу електродвигуна:

де    - крутний момент на валу електродвигуна ( );

- потужність електродвигуна (кВт);

  - звороти валу електродвигуна (об/мін).

Крутний момент на валах коробки швидкостей:

;

;

;

.

6.3 Попередній розрахунок діаметрів валів і шпинделя

Оскільки основні розміри коробки швидкостей ще не визначені (тобто опори, відстань між ними і тому подібне) і, отже, немає можливості визначити вигинаючі моменти, розрахунок валів можна вести приблизно, а саме на крутіння по формулі:

, де   - діаметр i-того валу (мм);

 - момент, що крутить, на i-тому валу (м );

;

 - допустима напруга при крученні

,

;

;

;

.

Набутих значень діаметрів валів округлюємо до найближчих стандартних значень по ГОСТ 6636-84. Приймаємо d_I0=28(мм); d_I=28(мм); d_II=34(мм); d_III=42(мм).

6.4 Попередній розрахунок модулів і параметрів зубчастих передач

Зубчасті колеса є основним видом передач коробок швидкостей, і від їх габаритів і якості виконання залежать розміри і експлуатаційні характеристики всієї коробки швидкостей. Для визначення модуля зубчастих коліс користуватимемося формулою:

, де -модуль і- тої групи;

- коефіцієнт прямозубих коліс;

- крутний момент на даному валу;

- коефіцієнт враховуючий нерівномірність навантаження по довжині зуба (K_Fβ = 1.05 ÷1.1);

- коефіцієнт враховуючий число зубів шестірні  (Y_F = 3.5 ÷4);

- min число зубів шестірні даної групи;

- коефіцієнт ширини зуба (ψ_bd = 0.15);

- допустиме напруження матеріалу (σ_FP = 230 ÷ 600),

Приймаємо =2,25; =3; =3.5.

Після визначення модулів розраховуємо геометричні параметри зубчастої передачі. Визначаємо міжосьову відстань у кожній групі передач, визначаємо ділильний діаметр зубчастих коліс, визначаємо діаметри вершин зубів і діаметри западин відповідно по формулах:

Міжосьова відстань визначається за формулою:

, де - міжосьова відстань даної групи, (мм);

- модуль даної групи;

- число зубів даної групи.

;

;

.

Ділильний діаметр визначається по формулі:

, де  - ділильний діаметр зубчастого колеса даної групи, (мм);