Выбор третьего варианта

2.5.3 Выбор третьего варианта

Выбирается конструктивный вариант привода с произвольным расположением групп передач. Из числа соответствующих ему кинематических вариантов, выбирается один для которого справедливы условия (22) и (23).

2.5.4 Выбор четвертого варианта

Выбор данного варианта осуществляется за счет изменения распределения общего максимального передаточного отношения по группам передач в одном из ранее выбранных вариантов. При этом обязательным является выполнение условия (23).

2.6 Построение структурной сетки

 

Структурная сетка (рисунок 14) строится в соответствии с выбранной формулой структуры привода. В ней находит отражение относительная связь между передаточными отношениями в группах, поэтому лучи для каждой группы проводятся симметрично, а количество интервалов между их концами численно равно характеристике группы, определяемой в соответствии со структурной формулой.

Рисунок 14 – Структурная сетка

2.7 Построение графика частот вращения

 

График частот вращения (рисунок 15) отражает 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 используется структурная сетка.

Рисунок 15 – График частот вращения

2.8 Определение передаточных отношений в группах передач

 

Для определения передаточных отношений используются построенные графики частот вращения.

Передаточное отношение передачи u, определяется выражением:

u = j^k , (24)

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

2.9 Определение чисел зубьев передач

 

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

, (25)

, (26)

, (27)

 (28)

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, вычерчивается вариант кинематической структуры (рисунок 16).

Рисунок 16 – Кинематическая структура коробки скоростей

2.10 Определение крутящих моментов на валах коробки скоростей

Крутящие моменты на валах Т, Н·м, могут быть найдены по формуле:

 (29)

где Р_эд. – мощность на валу двигателя, кВт;

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

n – расчетная частота вращения вала, об/мин.

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

2.11 Расчет прямозубой эвольвентной передачи

 

2.11.1 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на контактную выносливость зубьев

Для прямозубой цилиндрической передачи модуль m_н, мм, определяется по формуле:

 (30)

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;

s_НР – допускаемое контактное напряжение, МПа;

K_Hb – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

 (31)

где b – рабочая ширина венца зубчатой передачи;

d₁ – делительный диаметр шестерни.

2.11.2 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на выносливость зубьев при изгибе

Для прямозубой цилиндрической передачи модуль m_F, мм, определяется по формуле:

 (32)

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

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

s_FP – допускаемое изгибное напряжение, МПа;

Y_F1 – коэффициент учитывающий форму зубьев шестерни.

2.11.3 Определение стандартного модуля зубчатой передачи

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

m₁ £ m₂ £ … £ m_k , (33)

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

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

2.11.4 Определение межосевого расстояния зубчатой передачи

Для прямозубой цилиндрической передачи межосевое расстояние А, мм, определяется по формуле:

 (34)

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 , (35)

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 Б.