Кинематический расчет коробки подач

3 Кинематический расчет коробки подач

Исходные данные:

Z=6; φ=1.41

Определяем формулу структуры привода

Z= 6 =2*3

Строим структурную сетку для принятой структуры

Рисунок 1 – Структурная сетка

Принимаем минимальную подачу S=0,1мм/об

Для φ=1.41 принимаем из стандартного ряда подачи:

S=0,1мм/об

S=0,14мм/об

S=0,2мм/об

S=0,28мм/об

S=0,4мм/об

S=0,56мм/об

Находим частоты, соответствующие подачам S-S по формуле:

n (13)

где i- передаточное отношение червячной пары (i=1/50)

z- число зубьев реечного колеса ( z=10)

m- модуль реечного колеса ( m=3)

nмин

n=0,0742 мин

n=0,106 мин

n=0,1484 мин

n=0,212 мин

n=0,297 мин

Строим график частот вращения шпинделя (рисунок 2), исходя из условия:

i

Рисунок 2 – График частот вращения

По графику частот вращения находим передаточное отношение всех передач в виде:

(14)

где m – число интервалов, на которые поднимается луч передачи (+) или опускается (-):

Для зубчатых передач:

i₁=1/j^1,5; i₂=1/j²; i₃=1/j³; i₄=1; i₅=1/j²; i₆=1/j⁴

Определение чисел зубьев шестерен коробки подач по таблице Гермара [3] принимаем в зависимости от стандартного знаменателя и суммарного числа зубьев в зубчатой передачи, принимаем число зубьев шестерни.

Результаты выбора занесены в таблицу 1:

Таблица 1 – Подбор чисел зубьев колес

I	i1=1/1,68	i2=1/2	i3=1/2,8	i4=1	i5=1/2,8	i6=1/3,95
Zi Zi	20 34	27 54	21 60	52 52	36 68	22 82
SZ	54	81	81	104	104	104

Составляем уравнение кинематического баланса для всех частот вращения шпинделя и определяем действительные частоты, которые могут отличаться от стандартных не более, чем на , т.е. ±10*(1,41 1)=4,1%

D=[(n_стаид-n_факт)/n_cтанд]*100; (15)

Определим фактические частоты вращения.

n₁=20/34*21/60*22/82=0,055мин^-1;

n₂=20/34*27/54*22/82=0,077 мин^-1;

n₃=20/34*21/60*36/68=0,108мин^-1;

n₄=20/34*27/54*36/68=0,151мин^-1;

n₅=20/34*21/60*1=0,206мин^-1;

n₆=20/34*27/54*1=0,294мин^-1;

Результаты расчета погрешности действительных передаточных отношений сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Погрешности действительных передаточных отношений

N	1	2	3	4	5	6
nстанд	0,053	0,0742	0,106	0,1484	0,212	0,297
nфакт	0,055	0,077	0,108	0,151	0,206	0,294
D, %	3,7	3,7	1,9	1,7	2,8	1

Все отклонения передаточных отношений находятся в пределах допустимых, поэтому пересчет не производим.

4 Силовые расчеты и расчеты деталей на прочность

4.1 Определение крутящих моментов на валах

Расчет начнем с последнего вала коробки подач, момент на котором находим через формулу(10) работы реечной шестерни.

Находим моменты на остальных валах:

(16)

(17)

(18)

4.2 Проектный расчет зубчатых передач

4.2.1 Выбор материалов и термообработки

В качестве материала для изготовления всех зубчатых колес принимаем сталь 40Х ГОСТ 4543-71, с термообработкой – закалка плюс высокий отпуск (35…40HRC). Обработка зубчатого венца т.в.ч. с последующим низким отпуском. (50…55НRC). Механические свойства материала:

- для колеса: =1600 МПа, =1400 МПа, 54HRC

- для шестерни: =1600 МПа, =1400 МПа, 52HRC