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

12.

030501.080602.041.000 ПЗ

Лист

1. Выбор задания

Таблица 1

Исходные данные для проектирования

030501.080602.041.000 ПЗ

Лист

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 ×  Zх2  ×  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 × 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

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

    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 × Zх2 × Zх3 × …×.Zхт

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

  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

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

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 = jХпп (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

Лист