Расчет коробки скоростей

Расчет коробки скоростей

| Оглавление |

| |

|Выбор задания |

|Выбор и обоснование кинематической схемы станка |

|Определение частот вращения выходного вала (шпинделя) |

|Построение кинематической схемы сложной коробки скоростей…7 |

|Построение структурной сетки……………………………………....12 |

|Анализ структурной сетки……………………………………………13 |

|Построение структурного графика ( графика частот вращения)…..16 |

|Анализ структурного графика (графика частот вращения)………...18 |

|Определение передаточных отношений…………………………….24 |

|Расчет чисел зубьев…………………………………………………...25 |

|Расчет энергосиловых параметров коробки скоростей и выбор |

|электродвигателя………………………………………………………29 |

| |

| |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

|1. Выбор задания |

| |

|Таблица 1 |

|Исходные данные для проектирования |

| |

|Тип станка |

|Основные размеры |

|мм |

|( |

|Число ступеней |

|Z |

|n min |

|об\мин |

|Мощность, P |

|кВт |

| |

| |

| Токарный |

|Н=160; L=600 |

|1.26 |

|7 |

|125 |

|4.8 |

| |

| |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

|2. Разработка кинематической схемы |

| |

|Основой для проектирования коробки скоростей является разработка полной |

|кинематической схемы и графика частот вращения, обеспечивающей наиболее простую |

|структуру коробки. Общие требования к коробкам скоростей: минимальная масса, |

|минимальное число валов и число передач, высокий КПД, низкий уровень шума, |

|технологичность, надежность в эксплуатации. |

|2.1. Структурная формула |

|Z = Zх1 Ч Zх2 Ч Zх3, |

|где Zх1 – числа передач в первой, второй, третьей и т.д ступенях; |

|Х1, Х2, Х3 – характеристики группы, обусловленные вариантом включения передач |

|при переходе с одной частоты вращения шпинделя на другую. |

|На графиках частот вращения и структурной сетке характеристика показывает на |

|сколько интервалов (полей) должны расходиться соседние лучи скоростей в одной |

|коробке. В нашем примере: |

|Z = 7 = 21 Ч 22 Ч 23 |

|(Основная группа имеет 2 передачи, с характеристикой х0=1.Первая переборная |

|группа – имеет 2 передачи и характеристику х1=2, вторая переборная х2=3) |

| |

| |

| |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

|Количество возможных конструктивных вариантов (K kc) одной и той же структуры |

|равно числу перестановок m групп и определяется по формуле: |

| |

|К кс = , |

| |

|где q - количество групп с одинаковым числом передач, m – количество |

|элементарных коробок. |

|(Z = 7) m = 3, q = 3, число конструктивных вариантов K kc = 1, |

| |

|К кс = =1 , |

| |

|Следовательно, Z = 2 Ч 2Ч 2 |

|3. Количество кинематических вариантов коробки |

|Кинематические варианты компоновки коробки скоростей указывают на порядок |

|расположения характеристик групп передач. |

|Число кинематических вариантов (К кн) определяется по формуле: |

| |

|К кн = m! |

|(Z = 7): К кн = 3! = 6, |

|Возможны варианты: х0 = 1, х1 = 3 или х0 = 2, х1 = 1. |

| |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

|Общее число всевозможных вариантов (конструктивных и кинематических) (К) для |

|обычных множительных структур определяется по формуле: |

| |

|К кс = , |

| |

|Для шестиступенчатой коробки передач m =2, q= 1, следовательно |

| |

|К кс = = 6 , |

| |

|Возможно получить шесть вариантов компоновки коробки скоростей для |

| |

|4. Выбор варианта структуры коробки и обоснование его оптимальности |

| |

|Z = Z х1 Ч Zх2 Ч Zх3 Ч …Ч.Zхт |

| |

|Требования, предъявляемые к выбору оптимального варианта коробки представлены в |

|табл. 2. |

|Таблица 2 |

|Требования к выбору оптимального варианта компоновки коробки. |

| |

|Требование |

|Математическое выражение |

| |

|Стремиться принимать число передач в группах равно 2 или 3. |

|Zгр = 2 или 3 |

| |

|Число передач уменьшается при приближении к шпинделю |

|Z х0 > Zх1 > Zх2 ..> Zхт |

| |

| |

|Предпочтительно за основную принимать первую группу, а харак- теристики |

|переборных групп должны возрастать по мере приближения к шпинделю. |

|Х0 < Х1 < ….. < Хт |

| |

| |

| |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

|На шпинделе рекомендуется устанавливать минимальное число колес и располагать |

|их по возможности ближе к передней опоре. Одиночные понижающие передачи |

|предпочтительно конструировать ближе к шпинделю. Более высокие частоты вращения |

|уменьшают крутящие моменты, поэтому они должны быть смещены к промежуточным |

|валам. |

| |

|5. Разработка кинематической схемы коробки скоростей. |

| |

|Для нашего примера, в соответствии с приведенными выше требованиями к компоновке|

|коробки скоростей выбираем следующий |

| вариант структурной формулы: |

| |

|Z = 7 = 21 Ч 22 Ч 23 |

|При выборе данного варианта соблюдаются условия: |

|- Число передач в группе 2. |

|- Основная и переборная группа имеют одинаковое число ступеней равное 2. |

|- Характеристики групп возрастают по мере приближения к шпинделю |

|(Х0 = 1 – основная группа, Х2 = 2 –первая переборная группа, Х3 = 3 – вторая |

|переборная группа) |

|Кинематическая схема для выбранного варианта структурной формулы приведена на |

|рис. 1. |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

| |

| |

| |

|[pic] |

|рис. 1 |

| |

| |

| |

| |

|6. Построение структурной сетки |

|Структурная сетка дает представление о количестве передач между валами, |

|знаменателе и диапазоне регулирования элементарных коробок, последовательности |

|включения передач для обеспечения ряда частот вращения шпинделя. Структурная |

|сетка характеризует закономерности изменения передаточных отношений в групповых |

|передачах при изменении частот вращения шпинделя по геометрическому ряду. |

|Число валов в коробке равно (m+1), соответственно |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

|Структурная сетка строится в следующем порядке (см. рис. 3): |

|1). На чертеже в произвольном масштабе построим структурную сетку. Количество |

|вертикальных прямых, равное (m +1), соответствует числу валов коробки, в нашем |

|случае, при m = 3, число валов – четыре. |

|2). На равном расстоянии друг от друга наносим столько горизонтальных прямых, |

|сколько ступеней частот вращения имеет проектируемая коробка. В нашем случае, |

|число ступеней равно 7 (рис. 2.). |

|3). Наносим на линии четвертого вала (без указания величин) точки n1 – n7,- |

|изображающие частоты вращения шпинделя. Первый вал имеет одну частоту вращения, |

|следовательно на вертикальной линии первого вала наносим исходную точку 0 |

|симметрично относительно nmin = n1 и nmax = n7, на уровне n4. |

|4). Первая группа состоит из двух передач, поэтому из точки О проводим два луча,|

|при этом первому множителю 21 соответствует характеристика х = 1, т.е. на |

|вертикальной линии вала на структурной сетке расстояние между точками 1 – 2 |

|равно одному интервалу Для следующего множителя 22 характеристика х = 2, а |

|расстояние между точками 3 – 5 и 4 – 6 равно двум интервалам, для множителя 23 |

|характеристика равна х = 3 и расстояние между n1 – n4, n2 – n5, n3 – n6, n4 – n7|

|равно трем интервалам. |

|5). Полученные точки соединяем лучами. |

| |

| |

|7. Анализ структурной сетки |

|7.1. Симметричность и веерообразность расположения лучей. |

|Структурная сетка симметрична в пределах каждой группы. |

| |

|7.2. Проверка оптимальности выбранного варианта сетки по диапазону |

|регулирования. |

| |

|R = (Хпп (Zпп -1), |

|где Zпп– число передач (ступеней) последней переборной коробки. В примере Zпп |

|(Z2) равно 2. Хпп – характеристика последней переборной коробки (хпп=3). |

|Условие оптимальности R ( [R], где [R] = 8 |

|В примере R = 1,26 3(2-1) = 2 ( 8 |

|Все условия соблюдены, следовательно выбранный вариант структуры можно считать |

|оптимальным. |

| | | | | |030501.080602.041.000 ПЗ |Лис|

| | | | | | |т |

| | | | | | | |

|Изм|Лис|№ |Подпи|Дат| | |

| |т |документа|сь |а | | |

| |

| |

| |

|I II III |

|IV |

Страницы: 1, 2, 3