Проектирование привода коробки скоростей металлорежущего станка (стр. 2 из 4)
Графиков чисел оборотов приведен на рис. 2.2.3.
Рисунок 2.3 - Графиков чисел оборотов вертикально-сверлильного станка
2.3 Подбор чисел зубьев
Для подбора чисел зубьев воспользуемся графиком чисел оборотов (рис.2.3) и значениями передаточных отношений I между звеньями коробки главного движения.
Передаточные отношения:
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
;Подбираем числа зубьев [5,стр.121,табл.3]:
z1 = 23; z5 = 80; z9 = 30; z13 = 60; z17 = 33;
z2 = 46; z6 = 21; z10 = 60; z14 = 30; z18 = 67;
z3 = 28; z7 = 67; z11 = 45; z15 = 20;
z4 = 41; z8 = 34; z12 = 45; z16 = 80;
2.4 Разработка кинематической схемы привода
На основании графика частот вращения и найденных значений чисел зубьев составляем принципиальную кинематическую схему привода главного движения станка (рис.2.4.1).
Рисунок 2.4.1 - Кинематическая схема привода главного движения станка
2.5 Расчет погрешностей кинематических цепей станка
, 
В результате проверки всех основных цепей можно сделать вывод, что числа зубьев колес подобраны правильно и погрешности цепей не превышают допустимую погрешность.
3. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ
3.1 Расчет коэффициента полезного действия станка и мощности главного электродвигателя
Мощность электродвигателя определяем, используя зависимость
где Мкр – максимальный момент.
Для d = 12 рассчитываем крутящий момент используя следующие данные:
S, d, Cn (материал
=750 МПа, НВ = 170 конструкционная сталь).Используя формулу для определения сил резания:
S = 0,35 мм; q = 2,0;
См = 0,0345; y = 0,8;
Kp = 1; D = 20мм;
Mkp = 10 · 0,0345 · 122,0 · 0,350,8· 1 = 59,58 Н/м.
Определение скорости резания
Стойкость инструмента принимаем минимальную.
Т = 45; m = 0,2;
Сv = 9,8; y = 0,5;
q = 0,4; Kv = 1;
м/мин;n =
;Принимаем по графику ближайшую меньшую n = 355 об/мин;
N =
кВт;Для силового расчета нам необходимо знать мощность холостого хода (Nxx).
Ее определяют по формуле Левита
кВт;Nдв = Nэф + Nxx =2,15 + 0,196 = 2,35 кВт.
Принимаем Nдв=3 кВт.
(Технические характеристики электродвигателя (по ГОСТ 19523-74))
Тип двигателя - 4A90L2У3
Номинальная мощность Pном. = 3 кВт
Частота вращения = 2840 об/мин.
КПД = 84.5%
COS(ф) = 0.88
Отношение минимального момента крутящего к номинальному Мmin/Мном. = 1.6
Отношение пускового момента к номинальному моменту Мп/Мном = 2.1
Отношение критического момента к номинальному Мкр/Мном = 2.5
Отношение пускового тока к номинальному Iп/Iном = 6.5
Маховой момент J = 0,35·10-2 кгс·м2.
Основные размеры и масса электродвигателя
Число полюсов - 2
Габаритные размеры, мм.
l30 = 350; h31 = 243; d30 = 208.
Установочно-присоединительные размеры, мм.
l1 = 50; l10 = 125; l31 = 56; d1 = 24; d10 = 10; b10 = 140; h = 90.
Масса, кг = 28.7
Присоединительные размеры для двигателей с фланцем
d20 = 215; d22 = 15; d25 = 180;
3.2 Расчет крутящих моментов на валах
Мкр.вал = 9740
[Н·м];Mkp.1 = 9750·
Н·м;Mkp.2 = 9750·
Н·м;Mkp.4 = 9750·
Н·м;Mkp.5 = 9750·
Н·м;Mkp.3 = 9750·
Н·м;Определение диаметров валов (проектный расчет).
[м]; 
= 30 Мпа (для стали 40) 
принимаем d=30 мм, 
принимаем d=30 мм, 
принимаем d=30 мм, 
принимаем d=30 мм, 
принимаем d=40 мм,3.3 Расчет на прочность зубчатых колес
Рассчитываем модуль зубчатой передачи не только по напряжениям изгиба, но и по контактным напряжениям; из двух величин выбираем большую и приводим к стандартному значению:
, мм. 
, мм.где
- расчетами крутящий момент на валу шестерни (меньшего колеса) передачи в н м,z- число зубьев шестерни;
i- передаточное число, равное отношению числа зубьев большего колеса к числу зубьев меньшего колеса (
), независимо от того, понижающей передача или повышающая; 
- знак плюс для подач наружного зацепления, минус внутреннего; 
- коэффициент формы зуба, для z=20 =0,4 
,b- рабочая ширина зубчатого венца колеса в мм;
- коэффициенты, учитывающие увеличение нагрузки на передачу по сравнению с номинальной вследствие неравномерного характера процесса резания в работы привода; 
где
‑ коэффициент перегрузки, =1,2, 
, 
‑ коэффициенты динамичности нагрузки, из-за изготовления и монтажа =1,05, =1,03