4.1 Расчет и конструирование коробки передач

Наличие и размещение зубчатых передач определено в кинематической схеме привода, и если сохраняется коробка передач станка базовой модели, то известно их конструктивное расположение.

В модернизированной коробке передач может быть:

1. Изменено число валов и зубчатых передач при замене электропривода.

2. Установлен автономный электродвигатель, если в станке базовой модели был совмещенный электропривод главного движения и подач.

3. Изменены типы опор валов.

4. Изменены элементы управления частотой вращения (муфты, рычаги или система управления в целом).

5. Изменены элементы соединения зубчатых колес и валов и др.

Модернизация коробок передач проводится в следующей последовательности:

1. Составляется схема коробки передач с указанием осей валов, межосевых расстояний, расстояний между опорами намечаемого размещения валов групп передач и, если это шпиндельная бабка, то размещения шпинделя с приводным элементом. Первый вал коробки передач и шпиндель должны иметь консольные участки.

2. Составляются схемы нагружения валов и шпинделя с указанием направлений и величин действующих нагрузок.

3. На корпусе коробки указываются свободные (заглушаемые) отверстия от опор снятых валов.

4. Прилагается расчет действующих нагрузок.

5. Выбирается материал валов и шпинделя.

Размерные параметры коробки передач определяются по базовой модели станка. Для определения межосевых расстояний схема коробки выполняется в развернутом и свернутом виде (поперечный разрез по действующим в модернизированной коробке валам). Межосевые расстояния валов определяются по числу зубьев и модулям зубчатых пар базовой модели станка

а = , (30)

и переносятся на модернизируемую коробку передач. Линейные размеры: межопорные расстояния, консоли, расстояния между зубчатыми колесами определяются по конструктивным чертежам базовой модели с учетом масштаба или по габаритным размерам.

Крутящий момент на i - том валу привода можно определить по крутящему моменту на валу двигателя:

Т_i = Т_д , Нм, (31)

где Т_д – крутящий момент на валу двигателя, - к.п.д. кинематической цепи от двигателя до расчетного вала;

u _I - передаточное число этой цепи,

,

где - передаточное отношение. Передаточное число кинематической цепи определяется по отношению частот вращения вала электродвигателя и расчетного вала

( точность два знака после запятой).

Т_д = 9550 ,Нм, (32)

где - номинальная мощность двигателя, кВт;

- номинальная частота вращения двигателя, мин^-1.

к.п.д. привода следует определить, как произведение к.п.д. всех кинематических пар . Значения к.п.д. элементов передач приводов приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Коэффициент полезного действия элементов

приводов МРС

№№ пп	Наименование элементов передач привода	Значение к.п.д.
1	Ременная передача
1.1	Плоскоременная передача без натяжного ролика	0,980
1.2	Плоскоременная передача с натяжным роликом	0,970
1.3	Плоскоременная перекрестная передача	0,900
1.4	Клиноременная передача	0,960
1.5	Зубчатая ременная передача	0,940 - 0,970
2	Зубчатая передача
2.1	Цилиндрическая со шлифованными зубьями	0,990
2.2	Цилиндрическая с нешлифованными зубьями	0,980
2.3	Коническая	0,970
Продолжение таблицы 5
1	2	3
3	Цепная передача
3.1	Цепная передача роликовой цепью	0,960
3.2	Цепная передача зубчатой цепью	0,970
4	Подшипники
4.1	Подшипник скольжения с принудительной смазкой	0,985
4.2	Подшипник скольжения с нормальной смазкой	0,980
4.3	Подшипник качения	0,995
5	Муфты	0,980
6	Передача «винт –гайка скольжения»	0,250 – 0,350
7	Передача «винт – гайка качения»	0,900 – 0,950

Вычисляются крутящие моменты на всех валах привода.

По кинематической схеме модернизированного привода определяются типы передач расположенные на валах (зубчатые, ременные, цепные и др.), а также наличие на валах шпоночных или шлицевых соединений.

В зависимости от поставленной задачи расчет выполняется для всех валов или для наиболее нагруженного с расчетом размещенных на нем передач.

Рассмотрим возможные варианты размещения передач в коробках скоростей и подач металлорежущих станков.