2.3 Определение числа структурных вариантов привода и составление структурных формул

Количество возможных конструктивных вариантов (Кв) по переключению равно произведению всех целых чисел от 1 до m (m – число групп передач привода).

Кв=1·2·3·m (14)

где Кв - Количество возможных конструктивных вариантов;

m – число групп передач привода.

Кв=1·2·3=6

Для данной коробки скоростей возможны шесть вариантов развёрнутых структурных формул.

Варианты развёрнутых структурных формул:

Z=3·2·3=18

1. Z=3[1]·2[3]·3[6]=18

2. Z=3[6]·2[3]·3[1]=18

3. Z=3[1]·2[6]·3[3]=18

4. Z=3[3]·2[1]·3[6]=18

5. Z=3[3]·2[6]·3[1]=18

6. Z=3[6]·2[1]·3[3]=18

2.4 Выбор варианта структуры коробки скоростей и обоснование его оптимальности

Требования, предъявляемые, к выбору оптимального варианта коробки скоростей представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Требования, предъявляемые к выбору оптимального варианта коробки скоростей

Требования	Математическое выражение
Стремиться принимать число передач в группах равно 2 или 3.
Число передач уменьшается при приближению к шпинделю.	Px0>Px1>Px2........>Pxm
Предпочтительно за основную принимать первую группу, а характеристики переборных групп должны возрастать по мере приближения к шпинделю.	X0<X1<......<Xm

На шпинделе рекомендуется устанавливать минимальное число зубчатых колёс и располагать их по возможности ближе к передней опоре. Одиночные понижающие передачи предпочтительно конструировать ближе к шпинделю. Более высокие частоты вращения уменьшают крутящие моменты, поэтому они должны быть смещены к промежуточным валам.

2.5 Построение вариантов структурных сеток

Структурная сетка представляет собой графическое изображение развёрнутой структурной формулы привода. Структурная сетка даёт представление о количестве передач между валами, знаменателе и диапазоне регулирования коробок скоростей, последовательности включения передач для обеспечения ряда частот вращения шпинделя. Структурная сетка характеризует закономерности изменения передаточных отношений в групповых передачах при изменении частот вращения шпинделя по геометрическому ряду. Строим структурные сетки в соответствии с рисунками 2 и 3.

a. b. c.

Рисунок 2 – Структурная сетка

d. e. f.

Рисунок 3 – Структурная сетка

2.6 Анализ структурных сеток

При выборе оптимального варианта структурной сетки пригодными могут оказаться несколько вариантов, в этом случае выбирают те из них, в которых распределения передаточных отношений между валами наиболее благоприятны для конструирования, у которых лучи в первых передачах расположены более тесно, чем в последних. Это позволяет избежать больших диапазонов регулирования частот вращения первых валов, что привело бы к возникновению больших крутящих моментов при низких частотах вращения или к недопустимым высоким окружным скоростям на зубьях колёс при высоких частотах вращения. В качестве последней переборной группы необходимо брать группу с наименьшим числом передач.

Не рекомендуется установка трёх и более колёс на шпинделе станка, так как это вызывает излишний прогиб шпинделя, увеличивает вибрации и отражается на качестве обрабатываемого изделия.

Условие оптимальности: R≤[R].

R= φ^Xnn(Znn-1) (15)

где Znn – число передач (ступеней) последней переборной коробки;

Хпп – характеристика последней переборной коробки.

По выбранному оптимальному варианту структурной сетки и разработанной кинематической схеме строится график частот вращения.