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 N_е=5.5КВт;

2.передаточне відношення пасової і зубчатих коліс і_р=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 М_і на кожному валу коробки швидкостей, виходячи з умов  повного використання потужності електродвигуна.

Крутний момент визначається за формулою:

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

N- потужність електродвигуна (кВт);

n_і – обертання і-го вала (об/хв).

Крутний момент на валу електродвигуна

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

n_ед- обороти вала електродвигуна(об/хв).

Крутний момент реверсивного механізму (нульовий вал і₀)

М ₀ =М_ед∙1/i_p  ∙ή_п.п ∙ ή² _шп =93.14 [Н∙м], де М₀- момент на реверсивному валу;

і_р - передаточне відношення пасової передачі;

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

ή_підш- ККД підшипника  ή_підш=0.98;

ή_з.п  - ККД зубчатої пари ή_з.п =0.93.

Крутний момент на валах коробки швидкостей

М _і = М_і-1∙1/i_і ∙ή_з.п ∙ή² _підш         [Н∙м], 

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

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

І_і - передаточне відношення зубчатої пари;

ή ^к_підш- ККД підшипника гойдання  ή_підш=0.98

к-кількість підшипників на даному валу;

ή ^t_з.п  - ККД зубчатої передачі ή_з.п =0.93;

t – кількість зубчатих пар на даному валу;

М₁  =9550∙1/i₀ ∙ ή_{з.п ∙}ή² _{підш _}=83.19 Н∙м;

М ₁₁ =9550∙1/i₁ ∙ή_з.п ∙ή² _підш=185.75 Н∙м;

М ₁₁₁ =95501/i₃ ∙ή_з.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 d_і- діаметр і-го вала (мм);

М_і- крутний момент на і-му валу(Н∙м);

ι_об-припустима напруга при обертанні

[ι_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,                 d_підш=25мм,       вал гладкий;

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

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

d₃=60 мм,                  d_підш=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 m_i – модуль і-ой групи;

      k_m – коефіцієнт прямозубих коліс (k_m=14);

      M_kpi – крутний момент на даному валу;