Оглавление

1. Выбор задания

2. Выбор и обоснование кинематической схемы станка

3. Определение частот вращения выходного вала (шпинделя)

4. Построение кинематической схемы сложной коробки скоростей…7

5. Построение структурной сетки……………………………………....12

6. Анализ структурной сетки……………………………………………13

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

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

9. Определение передаточных отношений…………………………….24

10. Расчет чисел зубьев…………………………………………………...25

11. Расчет энергосиловых параметров коробки скоростей и выбор электродвигателя………………………………………………………29

030501.080602.041.000 ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1. Выбор задания

Таблица 1

Исходные данные для проектирования

030501.080602.041.000 ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

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 = Z_х1 × Z_х2 × Z_х3,

где Z_х1 – 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 × 2₂ × 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

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Количество возможных конструктивных вариантов (K kc) одной и той же струк­туры равно числу перестановок m групп и определяется по формуле:

m!

q!

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,

3!

3!

К кс = =1 ,

Следовательно, Z = 2 × 2× 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

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Общее число всевозможных вариантов (конструктивных и кинема­тических) (К) для обычных множительных структур определяется по формуле:

(m!)²

q!

К кс = ,

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

(3!)²

3!

К кс = = 6 ,

Возможно получить шесть вариантов компоновки коробки скоростей для

4. Выбор варианта структуры коробки и обоснование его оптимальности

Z = Z _х1 × Z_х2 × Z_х3 × …×.Z_хт

Требования, предъявляемые к выбору оптимального варианта коробки представлены в табл. 2.

Таблица 2

Требования к выбору оптимального варианта компоновки коробки.

030501.080602.041.000 ПЗ

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

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 × 2₂ × 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

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

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

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

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 n_min = n₁ и n_max = 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 – n_6, 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 = j^{Хпп (Zпп -1)},

где Zпп– число передач (ступеней) последней переборной коробки. В примере Zпп (Z₂) равно 2. Хпп – характеристика последней переборной коробки (х_пп=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

Лист

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

		n6
	6	n5
2 0	5	n4
1	4	n3
	3	n2

8. Построение структурного графика (графика частот вращения)