4. Расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления

Определим окружные скорости колес по формуле:

где: n_наиб. – наибольшая частота вращения вала колеса с числом зубьев Z, при которой работает данная передача (см. график рис.3.2);

Тогда для каждой передачи:

;

;

.

Степени точности зубчатых колес в главных приводах выбираются в зависимости от вида зубьев (прямые, косые) и максимальной окружной скорости. Допускаемые окружные скорости для различных степеней точности изготовления цилиндрических зубчатых колес приведены в приложении 3 (на базе рекомендаций [4],[14] и опыта ряда станкозаводов).

Согласно прил.3 выбираем для прямозубых колес 3 и 4 – 6-ю степень точности, для колес 5 и 6 – 4-ю. Зубчатые колеса 1 и 2 не переключаются, поэтому их можно выполнить косозубыми 5-й степени точности. Если оставить их прямозубыми, то желательна 4-я степень точности.

При конструировании следует стремиться к снижению максимальных окружных скоростей, так как повышение точности изготовления колес вызывает усложнение и удорожание их изготовления. При высоких скоростях (более 20…30 м/с) целесообразно применять косозубые колеса с переключением их при помощи муфт.

В станкостроении в главных приводах используются преимущественно зубчатые колеса 5-й и 6-й и реже 4-й и 7-й степеней точности. Если необходимо уменьшить окружные скорости колес, то следует уменьшить диаметры колес или наибольшие числа оборотов промежуточных валов, изменяя график чисел оборотов. Возможно также применение сложенной структуры с перебором; в этом случае высокие частоты вращения передаются непосредственно на шпиндель, например, через ременную передачу, а средние и низкие частоты вращения – через перебор, состоящий из двух пар зубчатых понижающих передач.

Основные параметры зубчатых колес приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3.

№ по схеме	Число зубьев	Модуль, мм	Ширина венца, мм	Материал	Термообработка зубьев	Твердость	Степень точности
1	2	3	4	5	6	7	8
1	25	4	25	Сталь 18ХГТ	Цементация и закалка	HRC 56..60	5
2	40	4	22	Сталь 40Х	Закалка	HRC 45..50	5
3	19	4	30	Сталь 18ХГТ	Цементация и закалка	HRC 56..60	6
4	60	4	27	Сталь 40Х	Закалка	HRC 45..50	6
5	49	4	27	Сталь 18ХГТ	Цементация и закалка	HRC 56..60	4
6	30	4	30	Сталь 40Х	Закалка	HRC 45..50	4

5. Разработка конструкции коробки скоростей

Выбрав структуру и кинематическую схему привода, а также определив основные параметры зубчатых колес, можно приступить к разработке конструкции КС. При этом, учитывая недостаточный опыт проектирования, следует ориентироваться на устройство станка-прототипа, а также на приведенные в настоящем разделе рекомендации.