2.2 Выбор кинематической схемы

Оптимальность варианта структурной схемы определим по двум условиям:

1. по возможности конструктивного исполнения привода, это условие состоит в том, чтобы диапазон регулирования на последней переборной группе не превышал 6, под данное условие попадают все вышеприведенные схемы.

2. минимальные габариты привода будут в том случае, когда в области высоких чисел оборотов работает наибольшее число передач. Этому условию всегда соответствует веерообразная структура привода – схема №1

Для оптимальной структуры привода строим график чисел оборотов

Для данной структурной схемы приведем принципиальную схему коробки скоростей см.рис.5

Рис.5. Принципиальная кинематическая схема

коробки скоростей.

2.3 Выбор типов и расчет передаточных отношений и чисел зубьев зубчатых передач

Определим числа зубьев передач на основе графика чисел оборотов (см.рис.1.).

Передаточные отношения группы передач между валом I и II:

; ;

следовательно:

Отсюда наименьшее кратное сумм К=18.

_{Полученное значение округляют до целого числа: Е=3;}

Сумма чисел зубьев сопряженных колес:

Определим числа зубьев сопрягаемых колес:

; ;

; ;

; .

.

Для второй группы передаточные отношения между валами II и III:

; .

следовательно:

Отсюда наименьшее кратное сумм К=63.

Сумма чисел зубьев сопряженных колес:

Определим числа зубьев сопрягаемых колес:

; ;

; .

;

.

Для третьей группы передаточные отношения между валами III и IV:

;.

следовательно:

Отсюда наименьшее кратное сумм К=15.

_{Примем Е=6, т.к. это целесообразно повлияет на сумму чисел зубчатых колес:}

Сумма чисел зубьев сопряженных колес:

Определим числа зубьев сопрягаемых колес:

; ;

; .

Для передачи вращения от двигателя на вал I используется ременная передача

2.4 Проверка правильности кинематического расчета

Для проверки составим уравнение кинематического баланса и определим отклонения расчетных значений от нормализованных по формуле:

где n_н – нормализованные числа оборотов, об/мин;

n_р – расчетные числа оборотов, мм/об.

Допустимое отклонение определяем по формуле:

Составим уравнения кинематического баланса и определим отклонения чисел оборотов:

3. Динамический расчет привода главного движения

3.1 Проектировочный расчет валов

Определим мощность на всех валах по формуле:

кВт

где N_шп- мощность передаваемая шпинделем, кВт;

- КПД участка цепи от шпинделя до рассчитываемого вала.

Таким образом:

кВт кВт;

кВт кВт;

кВт кВт;

кВт кВт.

Крутящий момент на рассчитываемом валу определяется по формуле:

Н*м

где - передаваемая валом мощность, кВт;

- расчетная частота вращения вала об/мин, которая для последнего вала шпинделя определяется по формуле

,

где n_min – минимальная частота вращения вала, об/мин;

R_n – диапазон регулирования частот вращения вала.

Крутящий момент на 1 валу

, .

Крутящий момент на 2 валу

, .

Крутящий момент на 3 валу

, .

Крутящий момент на 4 валу

, .

Диаметры валов определяем по допускаемому напряжению при кручении [τ]=25…30 МПа [4, стр.10]:

мм.

где d_i – диаметр вала, мм.

Для расчетов примем [τ]=25 МПа.

Диаметр 1 вала

.

Диаметр 2 вала

.

Диаметр 3 вала

.

Диаметр 4 вала

.

Найденные расчетные диаметры валов округляют до нормализованных диаметров гладких и шлицевых валов по ГОСТ6636-69:

мм; мм; мм; мм.

Таблица 1