Определение расчётных крутящих моментов на валах коробки скоростей.
Для уменьшения габаритов привода рекомендуется ограничить передаваемую мощность на шпинделе критической частотой вращения np, котороая принимается равной частоте вращения верхней ступени нижней трети диапозона регулирования частот вращения шпинделя [4, стр.39] то есть для нашего случая np= n3=42.5мин-1.
Эффективная мощность на шпинделе, кВт:
Ne=N∙пр,
где N=4кВт – мощность электродвигателя;
=0,89 – условный расчетный КПД привода;
Ne=N∙пр,=4∙0,89=3.56 кВт;
Мощность привода ограничена крутящим моментом:
Определим расчетные крутящие моменты на валах.
7 вал:
6 вал:
Определим Мкр на VI валу при n=106 мин-1.
5 вал:
Определим Мкр на V валу при n=212 мин-1 и n=335 мин-1.
4 вал:
Определим Мкр на IV валу при n=212 мин-1.
3 вал:
Определим Мкр на III валу при n=335 мин-1.
2 вал:
Определим Мкр на II валу при n=265 мин-1.
1 вал:
Определим Мкр на I валу при n=335 мин-1.
Расчёт диаметров валов
Диаметры всех промежуточных валов можно определить по формулу [1, стр. 44]
где
- допускаемое напряжение на кручение
принимается заниженным, так как не
извкстно ещё пространственное положение
валов.
,
Примем
;
,
Примем
;
,
Примем
;
,
Примем
;
,
Примем
;
.
Примем
.
Примем
Диаметр d6 шпинделя окончательно уточняется из расчета его на жесткость [2, с.162].
Расчёт модулей зубчатых колёс.
Ориентировочно модуль зубчатой передачи m можно определить исходя из окружного усилия на минимальной по размеру шестерне в группе передач и усилия, допускаемого прочностью зуба на изгиб[1,стр. 45]
где
расчётный
крутящиё момент, передаваемый
рассматриваемой группой передач, Hм
m –модуль, м;
Z – число зубьев самой малой шестерни в этой же группе передач. (Z =30)
y – коэффициент формы зуба, y = 0,1
относительная
ширина венца зубчатого колеса (
)
- допускаемое
напряжение на изгиб. Для легированных
сталей
,
,
тогда
;
Для передачи
Принимаем
;
Для передачи
Принимаем
;
Для передачи
Принимаем
;
Для постоянной
передачи
Принимаем
;
Для постоянной
передачи
Принимаем
;
Для постоянной
передачи
Принимаем
;
Расчёт числа зубьев зубчатых передач
Вначале для каджой группы передач находим минимальное число зубьев шестерни[1, стр. 46]:
где d и m - диаметр вала и модуль посаженной на него шестерни, мм
Для группы
.
Принимаем
;
Для группы
.
Принимаем
;
Для передачи
.
Принимаем
;
Для передачи
.
Принимаем
;
Для передачи
.
Принимаем
;
Для группы
.
Принимаем
;
Для группы
.
Принимаем
;
Приступаем к расчёту чисел зубьев всех шестерен привода, пользуясь методом наименьшего кратного для получения получения наименьших радиальных размеров привода.
Для ведущих шестерен[4, стр. 46]:
;
Для ведомых шестерен[4, стр.47]:
;
где
-наименьшее
кратное
для каждой группы передач;
-
целые числа, выражающие передаточные
отношения.
Для группы передач
Принимаем:
.
Для группы передач
|
|
Принимаем: .
Для группы передач
|
|
Принимаем:
.
Для группы передач
|
|
Принимаем: .
Принимаем:
.
Расчёт относительных погрешностей частных передаточных отношений сводим в таблицу 1.
Таблица 1
-
Передаточное отношение
Табличное
Расчётное
Погрешность %
i1
0,62
0,62
0
i2
0,79
0,79
0
i3
1
1
0
i4
0,79
0,79
0
i5
0,62
0,62
0
i6
0,39
0,39
0
i7
0,62
0,62
0
i8
0,62
0,62
0
i9
0,5
0,5
0
I10
0,5
0,5
0
I11
0,39
0,39
0
Относительные погрешности i2 и i3 не выходят за пределы допустимой погрешности общего передаточного отношения кинематической цепи привода, а также не лежат на одной ветви графика частот вращения. Следовательно, числа зубьев колес подобраны верно, т.к. фактические частоты вращения шпинделя не выходят за пределы допустимых. конструктивное оформление коробки скоростей станка