2.4 Определение чисел зубьев

При определении чисел зубьев зубчатых колес коробки скоростей необходимо получить требуемое передаточное отношение.

Из графика частот вращения видно, что мы имеем 3 зубчатые передачи:

В соответствии с передаточными отношениями i и знаменателем геометрического ряда φ по таблицам [2, стр.196] определим числа зубьев зубчатых колес.

Для φ=1,26 числа зубьев колес представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Числа зубьев колес

Параметр	i1=1,88	i2=1,26	i3=3,97
z1/z2	26/49	56/44	20/80
	75	100

2.5 Вычисление частот вращения

Вычислим частоты вращения шпинделя через подобранные числа зубьев колес и их погрешности (отклонения от стандартных значений):

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие:

, где

Погрешности определения частот вращения оказались меньше допустимых, поэтому окончательно принимаем значения указанные в таблице 2.2.

2.6 Определение моментов на валах

Момент на валу I равен наибольшему моменту электродвигателя, развиваемого в режиме S₁:

M_I = 9750(N₁/n_H)η = 9750(12/1000)0,99 =115,83 Нм.

Момент на валу II рассчитывается по выражению:

M_II = M_Iuη₁η₂,

где η₁ = 0,99 - КПД подшипников; η₂ = 0,98 - КПД цилиндрической зубчатой передачи; u = 49/26 - передаточное число зубчатой пары;

M_II = 115,83·(49/26)·0,98·0,99 = 212 Нм.

Момент на валу III (на шпинделе) определяется по формуле:

M_III = M_II·(80/20)·0,98·0,99 = 823 Нм.

Полученные численные значения моментов на валах следует увеличить в 1,8 раза, что связано с неравномерностью процесса резания, т.е M_I = 208,5 Нм; M_II = 381,6 Нм; M_III = 1481,4 Нм.

2.7 Определяются предварительные межосевые расстояния между валами зубчатых колёс

Межосевые расстояния в зубчатом редукторе рассчитываются по формуле:

,

где K = 6 для зубчатых колёс, имеющих твёрдость более 45HRC; u - передаточное число зубчатой пары колёс; M - вращающий момент на валу, Нм.

Предварительное межосевое расстояние между валами I и II, где расположена зубчатая передача 26/49:

мм.

Межосевое расстояние между валами II и III, зубчатого блока колес 20/80 и 56/44 составит:

мм.

2.8 Расчёт модулей зубчатых колёс и уточнение межосевых расстояний

Предварительное значение модуля зубчатой пары колёс z₁ и z₂ определяется по формуле:

m = 2A/(z₁ + z₂).

Для зубчатой пары 26/49 расчётный модуль равен: m = 2·101,6/(26 + 49) = 2,7 мм.

Назначим модуль m = 3 мм, тогда межосевое расстояние A₁ = 112,5 мм.

Для зубчатых передач 20/80 и 56/44 расчётный модуль равен:

m = 2·215/(20 + 80) = 4,3 мм.

Примем m = 4 мм, тогда А₂ = 4·(20 + 80)/2 =200 мм.

По результатам вычислений строится кинематическая схема привода главного движения обрабатывающего центра (рис. 4.13).

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода главного движения станка

2.9 Проверка кинематических элементов привода на допустимую окружную скорость

Численная величина окружной скорости ремённой и зубчатых передач рассчитывается по кинематической цепи, дающей наибольшую частоту вращения рассматриваемого элемента и удовлетворяющего условию:

,

где [V] - допустимая окружная скорость, м/с.

Для зубчатой передачи 26/49, вращающейся с максимально допустимой частотой 4700мин^-1, соответствующей наибольшей частоте вращения выходного вала электродвигателя, окружная скорость составит:

V₁ = 3,14·26·3·4700/60000 = 19,2 м/с < [35] м/с.

Данная пара колёс должна иметь шлифованный профиль зуба по 5 степени точности изготовления.

Для зубчатых передач 20/80 и 56/44 окружная скорость будет равна:

V₂ = 3,14·20·4·2500/60000 = 10,5 м/с < [35] м/с;

V₃ = 3,14·44·4·3150/60000 = 29,01 м/с < [35] м/с.

Пары колес 56/44 и 20/80 допустимо изготавливать по пятой степени точности.