Проектирование коробки скоростей токарно-винторезного станка. Определение кинематической структуры привода главного движения, страница 2

z7       z9            II

z11       z13                 

d1                                                                                                   III

z12            z13

IV

Согласно структурной формуле:

С вала I на вал II передается 3 скорости;

С вала II на вал III передается 6 скоростей;

С вала III на вал IV передается  12 скоростей;

n1       n2      n3      n4      n5       n6     n7       n8      n9     n10    n11      n12

Рис. 1.1. Структурная сетка

Эти скорости передаются посредствам муфты М₁. От электродвигателя крутящий момент передается  посредствам клиноременной передачи. Обратное вращение передается через паразитную шестерню посредством противоположного выключения муфты М₁.

Строим структурную сетку коробки скоростей: оптимальным вариантом является симметрическая структура. Из структурной формулы имеем характеристики: Х₁=1;   Х₂==3;   Х₃=6.

На основании структурной сетки строим график чисел оборотов, учитывая, что i_min.>1/4 и i_max< 2для прямозубых передач. Таким образом производим корректировку таким образом, чтобы положение луча было не более чем на шесть интервалов, а повышение не более чем на три интервала, т.е.

                                    

Из графика чисел оборотов получаем следующие передаточные отношения, необходимые для расчета чисел зубьев колес:

                   

                 

При построении графика чисел оборотов понижение или повышение лучей на количество интервалов, равное , сохраним таким же, как на структурной сетке, при этом, следя за тем, чтобы лучи не выходили за пределы регулирования проектируемой коробки скоростей.

I

II

III

IV

V

125      180    250     355     500    710    1000   1400  2000   2800   4000   5600 

Рис. 1.2. График чисел оборотов.

1.2. Расчет числа зубьев передач.

Расчет числа зубьев передач, модулей и межосевого расстояния ведем в несколько этапов.

Определим максимальные крутящие моменты на валах по формуле:

 ( Н∙мм), где

 - мощность электродвигателя, кВт;

n  - число оборотов соответствующего вала (минимальное) об/мин

Считая КПД наполнительного механизма 0,75, находим эффективную мощность:

кВт

Определяем максимальные крутящие моменты на соответствующих валах:

   Н∙мм

   Н∙мм

   Н∙мм

   Н∙мм

М_KIV рассчитываем, принимая в качестве расчетной частоты вращения , а частоту вращения, соответствующую нижней ступени  второй-третьей. Исходя из максимальных крутящих моментов на каждом валу, определяем предварительные диаметры валов по формуле:

          

 мм

 мм

 мм

 мм

Предварительно назначаем модули для каждой группы передач пользуясь правилом

m=2    при d < 25 мм

m=3     при 25< d < 50 мм

m=4    при 50< d < 80 мм

Соответственно принимаем :

m₁=2 мм

m₂=3 мм

m₃=3 мм

Число зубьев и сумма числа зубьев в зацеплении при постоянном модуле в передаче зависит от числа зубьев меньшей шестерни. Принимаем Z_min>18-наименьшее число зубьев без подрезки. По уточненным числам передаточных отношений рассчитываем числа зубьев шестерен для каждой группы:

При

I группа:                       

Находим суммы зубьев передач:

                                       

Наименьшее общее кратное НОК=18. По формулам:   

  Имеем:              

           

Так как полученные значения не подходят условию , увеличиваем полученные значения чисел зубьев в 3 раза. Тогда:

                                 

Аналогично рассчитываем числа зубьев шестерен во II-ой и III-ей группе передач.

II группа:                       

Находим суммы зубьев передач:

                                       

НОК=30

Определяем числа зубьев:

           

           

           

Увеличиваем полученные значения в 3 раза

                                 

III группа:                       

Находим суммы зубьев передач:

                                  

НОК=15

Определяем числа зубьев:

           

           

Увеличиваем полученные значения в 6 раза