Построение графика чисел оборотов

 

Строим график чисел оборотов (рисунок 2.

Рисунок 2 - График чисел оборотов

 

Передаточное отношение ременной передачи 0.9375.

Определение числа зубьев зубчатых колес

 

Таблица - 1 Определение чисел зубьев колес

1 10.64
102100

Определение действительных значений чисел оборотов

 

Определяем действительное значение частот вращения шпинделя с учетом конкретных чисел зубьев колес на каждом валу и сравниваем их со стандартными значениями.

Отклонение действительных величин не должно превышать

 

 

 

Расчет ведем по формуле:

 

 

n1=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	34	/	68	*	42	/	58	=	202.04	об/мин
n2=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	34	/	68	*	44	/	56	=	225.73	об/мин
n3=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	34	/	68	*	47	/	53	=	252.77	об/мин
n4=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	34	/	68	*	50	/	50	=	283.30	об/мин
n5=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	34	/	68	*	42	/	58	=	317.40	об/мин
n6=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	34	/	68	*	44	/	56	=	353.07	об/мин
n7=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	34	/	68	*	47	/	53	=	398.49	об/мин
n8=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	34	/	68	*	50	/	50	=	449.36	об/мин
n9=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	57	/	45	*	42	/	58	=	507.04	об/мин
n10=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	57	/	45	*	44	/	56	=	565.86	об/мин
n11=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	57	/	45	*	47	/	53	=	637.42	об/мин
n12=	960	*	0.9375	*	39	/	61	*	57	/	45	*	50	/	50	=	717.82	об/мин
n13=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	57	/	45	*	42	/	58	=	809.35	об/мин
n14=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	57	/	45	*	44	/	56	=	894.44	об/мин
n15=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	57	/	45	*	47	/	53	=	1009.51	об/мин
n16=	960	*	0.9375	*	50	/	50	*	57	/	45	*	50	/	50	=	1138.38	об/мин

 

Таблица 2 - Расчет действительных значений частот вращения

№	Частота вращения, об/мин		Отклонения
ступени	табличная (nт)	действительная (nд)	абсолютное ∆n = nд - nт	относительное ∆n/ nт, %
1	200.00	202.04	2.04	1.02
2	224.00	225.73	1.73	0.77
3	250.00	252.77	2.77	1.11
4	280.00	283.30	3.30	1.18
5	315.00	317.40	2.40	0.76
6	355.00	353.07	-1.93	-0.54
7	400.00	398.49	-1.51	-0.38
8	450.00	449.36	-0.64	-0.14
9	500.00	507.04	7.04	1.41
10	560.00	565.86	5.86	1.05
11	630.00	637.42	7.42	1.18
12	710.00	717.82	7.82	1.10
13	800.00	809.35	9.35	1.17
14	900.00	894.44	-5.56	-0.62
15	1000.00	1009.51	9.51	0.95
16	1120.00	1138.38	18.38	1.64

 

Силовой расчет коробки скоростей

Определение КПД привода

 

 

, - среднее значение КПД соответственно ременной передачи, зубчатой цилиндрической передачи и пары подшипников;

а, b - число соответственно цилиндрических, и пар подшипников.

 

Выбор электродвигателя

 

Требуемая мощность электродвигателя:

 

 

 

Окончательно, принимаем электродвигатель со следующими основными техническими характеристиками: марка АИР180М8/6/4 с синхронной частотой вращения 975 об/мин, мощность: 11 кВт; асинхронная частота вращения 960 об/мин.

 

Определение фактической частоты вращения каждого вала

 

По графику (рисунок 2) частота вращения каждого вала составляет:

; ; ; ;

Определение мощности на каждом валу

 

,

 

где  - КПД передач, подшипников.

;

;

;

 

Определение крутящего момента на каждом валу

 

Расчет будем производить по формуле (стр. 72 [7]):

 

,

 

;

 

Выбор модуля зубчатых зацеплений

 

В соответствии со стандартным рядом значений модуля, применяемых в станкостроении принимаем (стр. 399 [5]):

 

;

 

;

;

;

;

=2; = =2,5; =3.

 

Расчет элементов коробки скоростей

 

Расчет геометрических параметров зубчатых колес

 

Расчет ведём по формулам:

делительный диаметр:

диаметр вершин зубьев:

диаметр впадин зубьев:

межосевое расстояние:

ширина зубчатого венца (для всех колёс):

 

Таблица 3 - Расчет геометрических параметров зубчатых колес

in	№ колеса	z	m, мм	d, мм	da, мм	df, мм	aw, мм
i1	3	50	2	100	104	95	100
	4	50		100	104	95
i2	5	47		94	98	89
	6	53		106	110	101
i3	7	44		88	92	83
	8	56		112	116	107
i4	9	42		84	88	79
	10	58		116	120	111
i5	11	57	2.5	142.5	147.5	136.25	127.5
	12	45		112.5	117.5	106.25
i6	13	34		85	90	78.75
	14	68		170	175	163.75
i7	15	50	3	150	156	142.5	150
	16	50		150	156	142.5
i8	17	39		117	123	109.5
	18	61		183	189	175.5

 

Степень точности колес определяется в зависимости от назначения. Принимаем степень точности 7. Материал колёс - сталь 20Х.

Расчет диаметров валов

 

Диаметр вала определяется из условия прочности на кручение при пониженных допускаемых напряжениях:

 

, где

 

T - крутящий момент;

- допускаемое условное напряжение на кручение.

 для промежуточных валов:

 для входного и выходного валов.

Тогда

, принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем ;

, принимаем ;

Для 5-го вала - шпинделя ориентировочно минимальный необходимый для передачи мощности диаметр шейки шпинделя под передней опорой для токарных станков составляет:

 

 

Принимаем диаметр вала под передней опорой 62 мм.