1.7 Построение структурных сеток

Структурные сетки строятся в соответствии с выбранной формулой структуры привода. В них находит отражение относительная связь между передаточными отношениями в группах, поэтому лучи для каждой группы проводятся симметрично, а количество интервалов между их конца ми численно равно характеристике группы, определяемой в соответствии со структурной формулой.

1.8 Построение графиков частот вращения

Графики частот вращения отражают частоты вращения всех валов привода, включая валы одиночных передач, необходимых для его компоновки. Построение начинают с цепи редукции, обеспечивающей снижение частоты вращения электродвигателя n_эд. до n_min на шпинделе. Для дальнейшего построения используются структурные сетки.

1.9 Определение передаточных отношений в группах передач

Для определения передаточных отношений используются построенные графики частот вращения.

Передаточное отношение передачи определяется выражением:

u = ^k (1.17)

где k – число интервалов между горизонталями, перекрытых лучами, соединяющими отметки частот вращения на соседних валах.

1.10 Определение чисел зубьев передач

При определении чисел зубьев исходят из постоянства межосевого расстояния и числа зубьев определяют по следующим формулам:

;

; (1.18)

;

где z₁ и z₂ – числа зубьев ведущего и ведомого колес;

z₀ – сума чисел зубьев сопряженных колес;

f – числитель передаточного отношения;

g– знаменатель передаточного отношения;

K – наименьшее кратное сумм (f + g);

Е – целое число;

z_min= 18 – минимальное число зубьев.

В соответствии с полученными числами зубьев передач, для двух выбранных вариантов привода, вычерчиваются варианты кинематической структуры.

1.11 Определение крутящих моментов на валах коробки скоростей

Крутящие моменты на валах могут быть найдены по формуле:

(1.19)

где Р_эд. – мощность на валу двигателя, кВт;

– КПД участка кинематической цепи от двигателя до рассчитываемого вала;

n – расчетная частота вращения вала, мин ^–1.

Кинематический расчет коробки скоростей выполнен с использованием программы «SIRIUS 2». Результаты расчета находятся в приложении А.

2 Расчет прямозубой эвольвентной передачи

2.1 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на контактную выносливость зубьев

(2.1)

где K_d – вспомогательный коэффициент; для прямозубых передач K_d = 770;

z₁ – число зубьев шестерни;

T₁ – вращающий момент на шестерне, Нм;

u – передаточное отношение передачи;

_НР – допускаемое контактное напряжение, МПа;

K_H – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

(2.2)

где b – рабочая ширина венца зубчатой передачи;

d₁ – делительный диаметр шестерни.

2.2 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на выносливость зубьев при изгибе

(2.3)

где K_m – вспомогательный коэффициент; для прямозубых передач K_m = 14;

K_F – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца при изгибе;

_FP – допускаемое изгибное напряжение, МПа;

Y_F1 – коэффициент учитывающий форму зубьев шестерни.

2.3 Определение стандартного модуля зубчатой передачи

Из полученных расчетных значений m_H и m_F выбирается наибольшее и округляется в сторону увеличения до стандартного модуля по ГОСТ 9563– 60. При этом должно выполняться следующее условие:

m₁  m₂  …  m_k (2.4)

где m₁ – модуль зубчатых передач группы, расположенной первой от электродвигателя;

m_k – модуль зубчатых передач группы, расположенной последней от электродвигателя.

2.4 Определение межосевого расстояния зубчатой передачи

Для прямозубой цилиндрической передачи межосевое расстояние определяется по формуле:

(2.5)

где m – стандартный модуль передачи, мм;

z₂ – число зубьев зубчатого колеса, сопряженного с шестерней.

При определении межосевых расстояний по группам передач должно выполняться следующее условие:

A_w1  A_w2  …  A_wk (2.6)

где A_w1 – межосевое расстояние передач группы, расположенной первой от электродвигателя;

A_wk – межосевое расстояние передач группы, расположенной последней от электродвигателя.

Расчет прямозубой эвольвентной передачи выполнен с использованием программы «SIRIUS 2». Результаты расчета находятся в приложении В.