9.2.25. Определение чисел зубьев зубчатых колёс

Числа зубьев колес определяются табличным методом исходя из принятой суммы чисел зубьев Σz ведущего и ведомого колес каждой групповой передачи. По передаточному числу u_j для понижаю-щей передачи и по передаточному отношению i_j для повышающей по таблице выбираются числа зубьев меньшего колеса передачи, т. е. ведущего колеса для понижающей передачи и ведомого – для повышающей.

Для постоянной передачи с передаточным числом u₀ = 1,41 принимается суммарное число зубьев колес, равное Σz₁ = 96 зубьев. По таблице выбирается число зубьев колеса z₁ при Σz₁ = 96 и u₀ = 1,41 и рассчитывается число зубьев z₂:

z₁ = 40; z₂ = Σz₁ – z₁ = 96–40 = 56.

Для групповой передачи с передаточным числом u₁ = 3,16 для понижающей передачи и с передаточным отношением i₂ = 1,26 для повышающей передачи принимается суммарное число зубьев колес, равное Σz₂ = 99 зубьев. По таблице выбираются числа зубьев меньших колес z₃ и z₆ при Σz₂ = 99 и рассчитываются числа зубьев z₄ и z₅:

z₃ = 24; z₄ = ∑z₂ – z₃ = 99–24 = 75;

z₆ = 44; z₅ = ∑z₂ – z₆ = 99–44 = 55.

По известным числам зубьев колес строится кинематическая схе-ма привода.

9.3. Описание кинематической схемы главного привода станка

Главный привод многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка (рис. 9.2) состоит из регулируемого электродвигателя М, двухступенчатой коробки скоростей КС и шпиндельного узла ШУ. В соответствии с кинематической схемой шпиндельной бабки вращение с вала электродвигателя М передается через муфту с упругим элементом 1 на вал I коробки скоростей.

Рис. 9.2. Кинематическая схема шпиндельной бабки с автономным шпиндельным узлом многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного горизонтального станка

С вала I вращение передается на вал II коробки скоростей через косозубую передачу z₁–z₂ и далее на вал III – через косозубые передачи z₃–z₄ или z₅–z₆, в зависимости от включения левого или правого положения двухсторонней зубчатой муфты 2, и затем – на шпиндель через шлицевое соединение.

Коробка скоростей двухступенчатая, имеет косозубые передачи для повышения плавности вращения и переключается зубчатой муфтой 2.

Конечные звенья: электродвигатель М  шпиндель.

Расчетные перемещения: , мин^–1, электродвигателя М  мин^–1, шпинделя.

Уравнение кинематического баланса

где n_э min, n_э max – минимальная и максимальная частоты вращения электродвигателя, мин^–1: n_э min = 224 мин^–1; n_э max = 4500 мин^–1;

z₁, z₂, z₃, z₄, z₅, z₆ – числа зубьев зубчатых колес: z₁ = 40, z₂ = 56, z₃ = 24, z₄ = 75, z₅ = 55, z₆ = 44;

n_min и n_max – минимальная и максимальная частоты вращения шпинделя при соответствующих диапазонах регулирования частот, мин^–1.

9.4. Расчет крутящих моментов на валах и шпинделе

9.4.1. Расчет крутящего момента

на валу электродвигателя

Крутящий момент на валу электродвигателя рассчитывается по формуле

где T_э – крутящий момент на валу электродвигателя, Н·м;

N_э – мощность электродвигателя, кВт: N_э = 7,5 кВт;

n_эн – номинальная частота вращения электродвигателя, мин^–1: n_эн = 1000 мин^–1.

9.4.2. Расчет крутящего момента на валах привода

Крутящий момент на валах привода рассчитывается по формуле

где N_э – мощность электродвигателя, кВт: N_э = 7,5 кВт;

η_эj – КПД участка привода от электродвигателя до соответствую-щего вала;

n_pj – расчетная частота вращения соответствующего вала, принимается по графику частот, мин^–1.

9.4.3. Расчет крутящего момента

на первом валу привода

Крутящий момент на первом валу привода рассчитывается по формуле

где N_э – мощность электродвигателя, кВт: N_э = 7,5 кВт;

η_э1 – КПД участка привода от электродвигателя до первого вала;

n_p1 – расчетная частота вращения первого вала; принимаемая по графику частот: n_p1 = 1000 мин^–1.

КПД участка привода до первого вала рассчитывается по формуле

,

где η_м – КПД муфты: η_м = 0,98;

η_п – КПД подшипников: η_п = 0,99;