Решение

1. Определяем геометрический ряд частот вращения шпинделя и принимаем предпочтительные числа:

n₁= n_min=40 мин^-1

n₂₌ n₁φ=40 1,58=63 мин^-1

n₃₌ n₂φ=63 1,58=100 мин^-1

n₄₌ n₃φ=100 1,58=160 мин^-1

n₅₌ n₄φ=160 1,58=250 мин^-1

n₆₌ n₅φ=250 1,58=400 мин^-1

n₇₌ n₆φ=400 1,58=630 мин^-1

n₈₌ n₇φ=630 1,58=1000 мин^-1

2. Определяем диапазон регулирования R_n= =

3. Вычерчиваем кинематическую схему коробки скоростей

Z₁ Z₃ Z₅

D₂

Z₇

II

Z₁₁

Z₉

III

IV

Z₂ Z₄ Z₆ Z₈

М

I

Z₁₀ Z₁₂

D₁

Рисунок 1 - Кинематическая схема коробки скоростей.

4. Записываем варианты структурных формул.

Вариант 1 – Z=8=4(1)2(4)

Вариант 2 – Z=8=4(2)2(1)

5. Строим структурные сетки для всех вариантов.

Вариант 1 Вариант 2

Рисунок 2 - Стуктурные сетки.

6. Производим анализ структурных формул. Для последней переборной группы должно выполняться условие:

8

Вариант 1 -

Вариант 2 -

Подходит первый вариант.

7. Для первого варианта строим график частоты вращения

I II III IV

i₂

n₈=1000 мин^-1

n₇=630 мин^-1

n₆=400 мин^-1

n₅=250 мин^-1

n₄=160 мин^-1

n₃=100 мин^-1

n₁=63 мин^-1

n₁=40 мин^-1

n_дв=1000 мин^-1

i₁

i₂

i₃

i₄

i₅

i₆

Рисунок 3 - График частот вращения

8. Определяем передаточные отношения всех передач по формуле:

i=φ^m

i_о=1,58^-2=D₁/D₂=0,4; i₁=Z₁/Z₂=1,58¹=1,58; i₂=Z₃/Z₄=1,50⁰=1; i₃=Z₅/Z₆=1,58^-1=1/1,58; i₄= Z₇/Z₈=1,58^-2=1/2,51; i₅= Z₉/Z₁₀=1,58¹=1,58; i₆= Z₁₁/Z₁₂=1,58^-3=1/3,98

9. Производим расчет чисел зубьев колес и диаметров шкивов

Принимаем D₁=100 мм, тогда D₂=D₁/0,4=100/0,4=250 мм

Z₁+Z₂= Z₃+Z₄= Z₅+Z₆= Z₇+Z₈=ΣZ

Принимаем ΣZ=78

Тогда по табл. 3:

Z₂=30; Z₁=78-30=48; Z₃=Z₄=39; Z₅=30; Z₆=78-30=48; Z₇=22; Z₈=78-22=56

Z₉+Z₁₀=Z₁₁+Z₁₂=ΣZ

Принимаем ΣZ=80

Тогда по табл. 3:

Z₁₀=31; Z₉=80-31=49; Z₁₁=16; Z₁₂=80-16=64

10. n_max=n₈=n_дв. i_о i₁ i₅= n_дв. мин^-1, значит расчет выполнен верно.

Таблица 1. Система предпочтительных чисел (нормаль станкостроения Н11-1).

Значение 							Значение 							Значение 
1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,0	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,0	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,0
1	1	1	1	1	1	1	10	10	10		10	10		100	100	100		100	100
1,06							10,6							106
1,12	1,12						11,2	11,2		11,2				112	112
1,18							11,8							118
1,25	1,25	1,25					12,5	12,5	12,5					125	125	125	125			125
1,32							13,2							132
1,4	1,4		1,4				14	14						140	140
1,5							15							150
1,6	1,6	1,6		1,6			16	16	16	16	16		16	160	160	160		160
1,7							17							170
1,8	1,8				1,8		18	18				18		180	180		180		180
1,9							19							190
2,0	2,0	2,0	2,0			2,0	20	20	20					200	200	200
2,12							21,2							212
2,24	2,24						22,4	22,4		22,4				224	224
2,36							23,6							236
2,5	2,5	2,5		2,5			25	25	25		25			250	250	250	250	250		250
2,65							26,5							265
2,8	2,8		2,8				28	28						280	280
3,0							30							300
3,15	3,15	3,15			3,15		31,5	31,5	31,5	31,5		31,5	31,5	315	315	315			315
3,35							33,5							335
3,55	3,55						35,5	35,5						355	355		355
3,75							37,5							375
4,0	4,0	4,0	4,0	4,0		4,0	40	40	40		40			400	400	400		400
4,25							42,5							425
4,5	4,5						45	45		45				450	450
4,75							47,5							475
5,0	5,0	5,0					50	50	50					500	500	500	500			500
5,3							53							530
5,6	5,6		5,6		5,6		56	56				56		560	560				560
6,0							60							600
6,3	6,3	6,3		6,3			63	63	63	63	63		63	630	630	630		630
6,7							67							670
7,1	7,1						71	71						710	710		710
7,5							75							750
8,0	8,0	8,0	8,0			8,0	80	80	80					800	800	800
8,5							85							850
9,0	9,0						90	90		90				900	900
9,5							95							950
														1000	1000	1000	1000	1000	1000	1000

Таблица 2. Число интервалов, перекрываемых лучами графика частот вращения.

Передача	Число перекрываемых интервалов при 
	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2
понижающая	24	12	6	4	3	2	2
повышающая	12	6	3	2	1	1	1

Таблица 3.

z i	40	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60	61	62	63	64	65	66	67	68	69	70
1,00	20		21		22		23		24		25		26		24		28		29		30		31		32		33		34		35
1,06		20		21		22		23		24		25		26			27		28		29		30		31		32		33		34
1,12	19							22		23		24		25		26		27		28			29		30		31		32		33
1,19					20		21		22		23					25		26		27		28		29	29		30		31		32
1,26		18		19		20					22		23		24		25			26		27		28		29	29		30		31
1,33	17		18		19			20		21		22			23		24		25			26		27		28			29		30
1,41		17					19		20			21		22		23			24		25			26		27		28	28		29
1,50	16					18		19			20		21			22		23			24					26		27	26		28
1,58		16			17					19			20		21			22		23	23		24			25		26			27
1,68	15			16					18			19			20		21			22			23		24			25		26	26
1,78			15					17			18			19			20		21			22			23			24		25	25
1,88	14			15			16			17			18			19			20		21	21		22	22		23	23		24
2,00			14			15			16			17			18			19			20			21			22			23
2,11					14			15			16			17			18			19			20			21	21		22	22
2,24			13			14				15			16			17			18			19	19			20			21
2,37					13			14				15			16			17				18			19			20	20
2,51			12				13			14				15			16				17			18			19	19			20
2,66					12				13			14				15			16	16			17				18			19	19
2,82																						16				17			18	18
2,99									12				13				14				15				16			17	17
3,16																											16	16			17
3,35																														16	16
3,55
3,76
3,98
4,22
4,47
4,73

Таблица 3 (продолжение).

z i	71	72	73	74	75	76	77	78	79	80	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90	91	92	93	94	95	96	97	98	99	100	101
1,00		36		37		38		39		40		41		42		43		44		45		46		47		48	49	49	50	50	51
1,06		35		36		37		38		39		40	40	41	41	42	42	43	43	44	44	45	45	46	46	47	47		48		49
1,12		34		35		36	36	37	37	38	38		39		40		41		42		43	43	44	44	45	45	46	46	47	47
1,19		33		34	34	35	35		36		37		38		39	39	40	40	41	41		42		43		44	44	45	45	46	46
1,26		32		33	33		34		35		36	36	37	37		38		39		40	40	41	41		42		43		44	44	45
1,33		31			32		33		34	34	35	35		36		37	37	38	38		39		40	40	41	41		43		43	43
1,41		30			31		32		33	33		34		35	35		36		37	37	38	38		39		40	40		41		42
1,50		29	29		30		31	31		32		33	33		34		35	35		36		37	37	38	38		39	39	40	40
1,58		28	28		29		30	30		31		32	32		33	33		34		35	35		36		37	37		38	38	39	39
1,68		27	27		28		29	29		30	30		31		32	32		33	33		34		35	35		36	36		37	37	38
1,78		26			27			28		29	29		30	30		31			32		33	33		34	34		35	35		36	36
1,88		25			26			27		28	28		29	29		30	30		31	31		32	32		33	33		34	34	35	35
2,00		24			25			26			27			28		29	29		30	30		31	31		32	32		32	33		34
2,11	23	23		24	24			25			26			27			28	28		29	29		30	30		31	31		32	32
2,24	22	22		23	23		24	24			25			26	26		27	27		28	28		29	29			30	30		31	31
2,37	21			22			23	23			24			25	25		26	26			27	27		28	28		29	29			30
2,51	20		21	21			22	22		23	23			24	24		25	25			26	26		27	27			28	28		29
2,66			20	20			21			22	22			23	23		24	24			25	25			26	26		27	27
2,82		19	19			20	20			21	21			22			23	23			24	24			25	25			26	26
2,99	18	18			19	19			20	20			21	21			22	22			23	23			24	24			25	25
3,16	17				18				19	19			20	20			21	21			22	22			23	23			24	24	24
3,35				17				18	18			19	19			20	20	20			21	21			22	22			23	23	23
3,55		16	16				17	17			18	18	18			19	19			20	20	20			21	21			22	22	22
3,76	15	15				16	16			17	17				18	18				19	19				20	20			21	21	21
3,98										16	16			17	17	17			18	18	18			19	19	19			20	20	20
4,22													16	16				17	17	17		17	18	18	18			19	19	19
4,47											15	15	15				16	16				16	17	17			18	18	18	18
4,73										14	14				15	15					16		16				17	17	17

Таблица 3 (окочание).

z i	102	103	104	105	106	107	108	109	110	111	112	113	114	115	116	117	118	119	120
1,00	51	52	52	53	53	54	54	55	55	56	56	57	57	58	58	59	59	60	60
1,06		50		51		52		53	53	54	54	53	55	56	56	57	57	58	58
1,12	48		49		50		51	51	52	52	52	53	54	54	55	56	56	56	57
1,19		47		48		49	49	50	50	51	51	52	52		53		54	54	55
1,26	45		45		47	47	48	48	49	49	50	50		51	51	52	52	53	53
1,33	44	44		45		46	46	47	47		48	48	49	49	50	50	51	51	52
1,41	42	43	43		44	44	45	45	46	46		47	47	48	48		49	49	50
1,50	41	41	42	42		43	43	44	44		45	46	46	46		47	47	48	48
1,58		40	40	41	41	41	42	42		43	43	44	44		45	45	46	46	46
1,68	38		39	39		40	40	41	41		42	42		43	43	44	44	44	45
1,78	37	37		38	38		39	39		40	40	41	41	41	42	42		42	43
1,88		36	36		37	37		38	38		39	39		40	40		41	41	42
2,00	34		35	35		36	36		37	37		38	38	38	39	39	39	40	40
2,11	33	33		34	34		35	35	36	36	36	36		37	37			38
2,24		32	32		33	32	33	34	34	34	35	35	35		36	36		37	37
2,37	30		31	31		32	32	32		33	33		34	34		35	35	35
2,51	29			30	30		31	31	31		32	32		33	33	33		34	34
2,66	28	28		29	29	29		30	30	30		31	31		32	32	32		33
2,82	27	27	27		28	28	28		29	29	29		30	30			31	31
2,99		26	26	25		27	27			28	28			29	29			30	30
3,16		25	25	24		26	26	27			27	27			28	28			29
3,35			24	23			25	25	25		26	26	26			27	27
3,55			23	22	23		24	24	24			25	25	25		26	26	26
3,76			22	21	22		23	23	23			24	24	24			25	25	25
3,98		21	21	20	21		22	22	22	22		23	23	23	23		24	24	24
4,22		20	20	19	20		21	21	21	21		22	22	22	22			23	23
4,47		19	19				20	20	20	20		21	21	21	21			22	22
4,73	18	18	18				19	19	19			20	20	20	20			21	21