Введение Теория Курсовое проектирование Информационные источники Об издании

ГЛАВА 7. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ КОРОБОК СКОРОСТЕЙ И ПОДАЧ

7.1 Коробка скоростей

Тема проекта. Рассчитать и сконструировать 4-ступенчатую коробку скоро­стей с цепной передачей, кулачковой и упругой муфтами.

Исходные данные: схема механизма коробки (рисунок  7.1), мощность на выходе N = 10 кВт; частота вращения валов, об/мин: электродвигателя n=3000 (синхронное); IV вала — n1 = 447; n2=398; n3=355; n4 = 316. Движение нереверсируется.*

* В теме проекта график нагрузки не задается. Этот график разрабатывается студентами самостоятельно при расчете более нагруженной зубчатой пары.

 

Просмотреть ближе

Рисунок 7.1 - Кинематическая схема коробки скоростей

 

Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет.

2. Расчет передач.

3. Расчет валов.

4. Подбор подшипников.

5. Подбор и проверка шпоночных и зубчатых (шлицевых) соединений.

6. Подбор и проверочные расчеты муфт.

7. Назначение степеней и классов точности, шероховатости поверхностей, отклонений от геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

8. Расчет валов на выносливость.

9. Выбор способа смазки передач и подшипников.

10. Расчет элементов корпуса.

 

7.1.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

 

а) Выбор электродвигателя.

Принимаем КПД: η1 = 0,99 — пары подшипников качения; η2 = 0,97 — пары прямозубых цилиндрических колес; η 3 = 0,95 — открытой цепной передачи. Общий КПД механизма коробки:

 

η = η14 η22 η3 = 0,994 · 0,972 · 0,95 =0,86.

 

Требуемая мощность электродвигателя

 

  кВт.

 

Принимаем двигатель типа А02-52-2 номинальной мощностью Nдв=13 кВт и частотой вращения nдв = 2910 об/мин.

Приведенный способ подбора электродвигателя является упрощенным. Эффективная мощность N в данном случае задана. Определение же этой мощности должно производиться по методике, изложенной в курсе «Теория резания». Уточненный способ подбора электродвигателя изложен в работе [5].

 

б) Кинематический расчет.

Этот расчет включает: построение графика частот вращения, определение передаточных чисел и чисел зубьев колес. Заданный ряд чисел оборотов представляет геометрическую прогрессию со знаменателем

,

что соответствует ГОСТ 8032—84.

 

Просмотреть ближе

Рисунок 7.2 - График частот вращения

 

Построение графика частот вращения и определение чисел зубьев колес необходимо выполнить в порядке, изложенном в главе 2. На рисунке 7.2 показан график частот вращения, на лучах которого записаны передаточные числа различных пар зубчатых колес и цепной передачи.

Частота вращения двигателя не входит в стандартный ряд чисел оборотов (рисунок 7.2), поэтому передаточные числа первой двухваловой передачи не могут быть степенями знаменателя ф. В связи с этим передаточные числа первой двухваловой передачи должны назначаться так, чтобы II вал имел частоту вращения из стандартного ряда.

;

.

Передаточные числа второй группы двухваловой передачи принимаются по графику частот вращения (рисунок 7.2).

;

 .

После определения передаточных чисел необходимо проверить условие:

.

В данном примере это условие выполняется.

Передаточное число цепной передачи

uцп = φ5= 1,125 =1,78.

 

Числа зубьев колес первой двухваловой передачи, для которой передаточные числа не являются степенью φ, определяются по вычисленному значению и и суммарному числу зубьев zΣ. При выборе zΣ  в данном случае исходим из условий: недопустимости подрезания зубьев шестерни и одинакового модуля зубчатых венцов блока z4z5 При этом условии справедливы уравнения:

  .

Решая эти уравнения, получим:

 

zl=22, z4=51, z2=24, z5=49.

 

Для определения чисел зубьев колес двухваловой передачи воспользуемся таблица 3[64] и так же, как в предыдущем случае, возьмем модули зубчатых колес обеих пар z3z7 и z6z8 одинаковыми. Принимая zΣ =75, составляем уравнения:

 ;

решая которые получаем:

z3=23; z7=52; z6=27; z8=48.

Результаты кинематического расчета сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

u

u1=2,05

u2=2,32

u3=1,78

u4=2,24

zΣ

73

75

 

Кинематический расчет завершается вычерчиванием кинематической схемы механизма коробки, при этом соблюдается масштаб (произвольный) в радиальном направлении. На схеме указываются число зубьев колес, данные об электродвигателе, нумеруются валы передач (рисунок 7.3).

 

Просмотреть ближе

Рисунок 7.3 – Расчетная кинематическая схема коробки скоростей