Коробка скоростей консольно-фрезерного станка
После того как произведён выбор электродвигателя, определены основные технические характеристики станка, необходимо рассмотреть принципиальную схему привода главного движения. Привод главного движения станка обеспечивает z = 18 скоростных ступеней. Рассмотрим кинематическую схему привода главного движения.
От электродвигателя мощностью 7,5 кВт движение через упругую муфту 1 передаётся на вал I коробки скоростей. От вала I через зубчатые колёса 3-6 движение передаётся на вал II, а от него через тройной подвижный блок шестерён 3-4-5 вращение передаётся на вал III с зубчатыми колёсами 7, 8, 9, 13, 14. От вала III движение передаётся на тройной подвижный блок шестерён 10-11-12 вала IV, а затем через двойной подвижный блок шестерён 15-17 вращение передаётся на горизонтальный шпиндель V.
Вал вертикального шпинделя VII получает вращение от вала V через коническую передачу 19-20 и цилиндрическую пару 21-22.
Различные положения блоков шестерён 3-4-5, 10-11-12 и 15-17 позволяют сообщить горизонтальному и вертикальному шпинделям 18 различных скоростей.
Построение графика чисел оборотов
Имея значения nmax, nmin, z и знаменатель ряда φ, определяем промежуточные значения частот вращения шпинделя [2].
, (1)
где z – число скоростных ступеней,
Nmax и Nmin – соответственно максимальное и минимальное число оборотов шпинделя.
Согласно формуле 1
|
|
= 1,26
Рис. 1. График чисел оборотов шпинделя.
Определение кпд привода главного движения
Оценка КПД кинематической цепи коробки скоростей определяется как произведение КПД промежуточных кинематических пар [1].
η = η1а * η2б * η3в * ηnm, (2)
где η1…ηn - среднее значение КПД кинематических пар, входящих в кинематическую цепь коробки скоростей,
а…м – число одинаковых кинематических пар.
Подшипники, на которые опирается любой вал привода, работают параллельно, и КПД, учитывающий потери в подшипниках каждого вала, должен выражаться одним из сомножителей [1].
ηприв. = η1 * η210 * η3 * η48, (3)
где η1 – КПД эластичной муфты,
η210 – КПД 10 пар цилиндрических шестерён,
η3 – КПД конической передачи,
η48 – КПД 8 пар подшипников качения.
ηприв. = 0,98 * 0,9510 * 0,92 * 0,9957 = 0,76
Передаточные числа передач коробки скоростей и числа зубьев колёс
Таблица 3. Основные параметры зубчатых передач коробки скоростей.
№ | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
Позиция на рис. | 2/6 | 3/7 | 4/8 | 5/14 | 8/10 | 9/11 | 14/12 | 17/16 | 15/18 | 19/20 | 21/22 |
i | 0,509 | 0,543 | 0,815 | 0,42 | 0,73 | 0,37 | 1,46 | 2,15 | 0,275 | 1,0 | 1,57 |
z / z | 27/53 | 19/37 | 22/27 | 16/38 | 27/37 | 17/46 | 38/26 | 82/38 | 19/69 | 30/30 | 88/56 |
Σz | 80 | 56 | 49 | 54 | 64 | 63 | 64 | 120 | 88 | 60 | 144 |
|
|
Расчёт передач
Мощность на валах
Согласно установленному электродвигателю N= 7,5 кВт, находим мощности на других валах коробки скоростей [3].
Nв = Nдв * η1x * η2y *…* η3z, (4)
где η1 – КПД эластичной муфты,
η2 – КПД подшипников качения,
η3 – КПД зубчатой передачи,
η4 – КПД конической передачи.
N1 = Nдв * η1 * η2 = 7,5 * 0,98 * 0,995 = 7,31 кВт
N2 = Nдв * η1 * η22 * η3 = 7,5 * 0,98 * 0,9952 * 0,95 = 6,91 кВт
N3 = Nдв * η1 * η23 * η32 = 7,5 * 0,98 * 0,9953 * 0,952 = 6,53 кВт
N4 = Nдв * η1 * η24 * η33 = 7,5 * 0,98 * 0,9954 * 0,953 = 6,17 кВт
N5 = Nдв * η1 * η25 * η34 = 7,5 * 0,98 * 0,9955 * 0,954 = 5,84 кВт
N6 = Nдв * η1 * η26 * η34 * η4 = 7,5 * 0,98 * 0,9956 * 0,954 * 0,92 = 5,34 кВт
N7 = Nдв * η1 * η27 * η35 * η4 = 7,5 * 0,98 * 0,9957 * 0,955 * 0,92 = 5,05 кВт
Определение крутящих моментов на валах
Определим максимальные моменты, которые способна развить дана коробка скоростей при данной мощности с учётом передаточных отношений [1].
Мо = 9740 * Nдв / nдв * η1 = 9740 * 7,5/1460 * 0,99 = 48,54 Н*м
М1 = Мо * η1 = 48,54 * 0,99 = 48,05 H*м
М2 = М1 * u1 * η2 * η3 = 4,805 * 1,96 * 0,99 * 0,95 = 88,57 Н*м
|
|
М3 = М2 * u2 * η2 * η3 = 8,857 * 2,376 * 0,99 * 0,95 = 197,92 Н*м
М4 = М3 * u3 * η2 * η3 = 19,792 * 2,7 * 0,99 * 0,95 = 502,6 Н*м
М5 = М4 * u4 * η2 * η3 = 50,26 * 3,63 * 0,99 * 0,95 = 1715,9 Н*м
М6 = М5 * u5 * η2 * η3 * η4 = 171,59 * 1 * 0,99 * 0,95 * 0,92 = 1484,7 Н*м
М7 = М6 * u6 * η2 * η3 * η4 = 148,47 * 0,64 * 0,99 * 0,95 * 0,92 = 822,2 Н*м
По рекомендациям ЭНИМС максимальный крутящий момент на шпинделе фрезерного станка определяется по следующей зависимости [4]:
Мшп.max. = Сф * t * Sz * zф * Кф , (5)
где Сф – коэффициент, учитывающий значение удельного крутящего момента;
t – глубина резания;
Sz – подача на зуб;
zф – число зубьев фрезы;
Кф – коэффициент динамической нагрузки при фрезеровании
Анализ показывает, что значение Мшп.max для вертикально фрезерного станка составляет 843,6 Н*м.
Ориентировочное определение диаметров валов
Предварительно оцениваем средний диаметр валов из расчёта только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях [5].
, (6)
где [τ] – допускаемые напряжения, МПа (12…15 МПа)
Т – крутящий момент на валу, Н*м
Согласно формуле 6:
Определение межосевых расстояний [5]
, (7)
где [σн] – допускаемые напряжения, МПа (550 МПа)
|
|
Ка – поправочный коэффициент учитывающий условия работы, (Ка = 495)
Кнв – коэффициент концентрации нагрузки (Кнв = 1,0)
Ψа – при несимметричном расположении колёс относительно опор вала 0,25
Ψа – при симметричном расположении колёс относительно опор вала 0,4
Тне – эквивалентный момент на валу, Н*м.
Определяем межосевое расстояние для наиболее нагруженных пар колёс. Наиболее тяжело нагруженными являются пары: 2-6, 5-14, 9-11, 15-18, 21-22
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 262; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!