Модули зацепления прямозубых передач, нормальные модули и углы наклона зубьев косозубых колес в пределах одной группы чаще всего одинаковы. Следовательно, сумма зубьев
Zx+ S2 ^Z3+ Z4= . . .- ~ = Sz= CODSt. |
(18) |
Исходя из условий компактности передач, Sz и наименьшее число зубьев zmln в приводах главного движения ограничивают в пределах
|
|
Sz^ 100 -т- 120; |
zm n = |
18 -г- 20. |
|
||||
Величину |
Sz обычно |
принимают наименьшей, |
допустимой |
||||||
с учетом числа зубьев наименьшего зубчатого колеса |
группы zIIlin. |
||||||||
Для сменных колес привода установлено три значения S2: 72; 90 |
|||||||||
и 1 2 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решая уравнения (17) и (18) относительно чисел зубьев, полу |
|||||||||
чим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zl |
а + ь а' |
z |
- |
S* |
|
||
|
|
Z2 |
|
a+b Ь; |
(19) |
||||
|
|
7 — |
szz |
С* |
z |
- |
s* |
< |
|
|
|
3 |
c+ d С' |
4 |
|
c -j- |
dd; |
|
|
zx, z2i z3, z* — целые числа. Это |
условие выполнимо, если Sz —- |
||||||||
наименьшее кратное сумм а + |
6 , |
с + |
d, ... Отсюда вытекает |
||||||
правило |
для |
определения |
чисел |
зубьев. Находят суммы а + Ь, |
|||||
с + d, |
, определяют наименьшее кратное и вместо Sz подстав |
||||||||
ляют его в равенство (19). |
зубьев |
получатся |
недопустимо |
||||||
Может оказаться, |
что |
числа |
|||||||
малыми или большими. В первом случае их можно увеличить в це лое число раз, во втором — уменьшить. При уменьшении могут появиться дробные числа зубьев. Округляя их до целого значения, отбросив дроби, изменяют Sz. Поэтому такие передачи подвергают коррекции. Если группа передач состоит из колес с разным моду-
2Л
лем, в равенствах (19) величину Sz заменяют величиной —
Для облегчения расчетов чисел зубьев, особенно для опреде ления zmln, разработаны специальные таблицы, в которых по го ризонтали отложена Sz1 а по вертикали передаточные отношения передач, кратные ср = 1,06. Зная величину передаточного отно шения, по таблицам подбирают приемлемое значение Sz и гтщ [24].
Точность кинематических расчетов в любом случае должна гарантировать отклонение расчетных скоростей вращения шпин деля от теоретических в пределах допуска. Для этого достаточно, чтобы относительная величина отклонения общего передаточного отношения кинематической цепи привода не выходила за пределы
А/ = Д/а -|- М ь + -| М т — _L 10 (ф — 1)°/
Поэтому определение передаточных отношений отдельных пере дач и особенно расчет числа зубьев колес должны быть произве дены с точностью, обеспечивающей допустимые отклонения общего передаточного отношения.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
NкВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
№ |
|
|
s Д 1 _ и |
ю |
Д / У |
|
1 |
|
|
|||||
|
пЭд об/мин |
|
|
|
т |
3 1 |
|||||||||
|
cmL |
|
|
|
|
|
в |
|
— |
|
В |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ш |
|
|
Рис. 23. |
Схема |
12-ступенчатой |
коробки |
скоростей |
|
|||||||||
Пример |
1. |
Определить |
числа |
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
2 |
|
||
зубьев группы колес: — = — ; — = 1 |
|
||||||||||||||
(рис. 23 и |
24); |
<р = 1,41. |
Для <р = 1,41 |
имеем |
|
|
Z8 |
Y |
|
210 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
а __ |
19 ^ ZQ |
|
. |
c |
l |
|
|
|
|
|
|
|
Zg |
(p^ |
|
b |
53 * z10~ |
~ |
d |
~ |
1 1 |
|
|
|
|
|
Находим суммы: д + & = |
19 + 53 = |
7 2 ; с + с ? = 1 + 1 |
= |
2. Наимень |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
шее кратное равно 72. Соглас |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
но уравнениям |
(19) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*7 = = ё ' 1 9 = = 1 9 ; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2д: =g -5 3 = 53; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20= |
|
72 |
4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
210 = -9 |
1 ==30; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
£* = |
19 + 53 = 36 + 36 = 72. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Все |
в пределах |
допустимо |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
го. Погрешность передаточного |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
отношения передачи z7 — z8 со |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ставляет |
Д — = |
— 0,56% |
(см. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
стр. 49). |
2в |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить чис |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ла |
Пример 2. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
зубьев |
колес: |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ъ, |
\ |
|
ч_ |
_1_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 |
ф2 ’ |
ч |
ф |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
(рис. |
23 |
и 22, б); |
ср = |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
1,26. |
|
|
|
Для cp = 1,26 имеем
_ZL= — = —• 2з = ^ _ 4. гь __ е
г2 |
Ь |
1Г z4 |
d |
5 ; 2^ ~ 7 ~ |
Находим суммы: а-Ь 6 = 7 + 11 = 18; c + d = 4 + 5 = 9; в + f —
1 + 1 = 2.
Наименьшее кратное — 18. Согласно уравнениям (19)
*i = Ц • 7 = 7; гг = Ц . 11 = 11; гз = 1 ? .4 = 8;
г4 = "9" ' 5 = 10; гб = z« = ^ •1 = 9-
Числа зубьев недопустимо малы: zmin = zx = 7. Увеличивая их в 3 раза, получим Zj = 21; z2 = 33; z3 = 24; z4 = 30; z5 = z0 = 27;
Sz = 21 + 33 = 24 + 30 = 27 + 27 = 54.
Погрешность передаточных |
отношений A — = +0,95% ; |
|
z 2 |
A — = + 0 ,7 6 % ; |
A — = 0,0% (см. стр. 49). |
z4 |
Z6 |
Пример 3. Определить числа зубьев группы передач предыдущего при мера при ф = 1,58. Имеем
|
|
z% |
а _ 2_, |
= JL _ |
zb _ е _ л |
|
|
||
|
|
Ъ |
5 1 z4 ~ d ~ IV zQ ~ f - |
|
|
||||
Суммы: д + |
fc — 2 + 5 — 7; |
с + |
с? — 7 + 11 = 18; £ + / = |
1 + 1 |
2. |
||||
Наименьшее |
кратное — 126. Согласно уравнениям (19) |
|
|
||||||
|
|
|
126 |
|
|
126 |
|
|
|
|
|
|
Zj —- у •2 — 36; z2 — —j- •5 — 90; |
|
|
||||
|
|
|
126 |
|
|
126 |
|
|
|
|
|
|
zs — “jg" * ^ — 49; |
z4 -----jg- •11 — 77; |
|
|
|||
|
Ч |
126 |
63. |
Сумма |
зубьев Sz = 126. |
|
|
||
|
z„ = - y - . 1 = |
|
|
||||||
Удовлетвориться таким результатом нельзя: велико ,S> :; zn)in= |
z, = |
36 — |
|||||||
тоже |
большое. |
Уменьшим |
число |
зубьев вдвое: zx = 18; z2 = 45; |
z3 = |
24,5; |
|||
z4 = |
38,5; z6 = |
zfl = |
31,5; |
Sz = |
63. |
зубьев, |
сохраняя Sz = 6 3 , |
нарушится |
|
Если округлить |
дробные числа |
||||||||
точность передаточных отношений. Это нарушение будет менее значительным,
если |
отбросить дроби |
(—0,63%), |
т. е. |
принять zx = 18; z2 = 45; z3 = |
24; |
||
z4 = |
38; z6 = |
z0 = |
31. |
В этом случае получим две суммы зубьев: S2 = |
z3 + |
||
+ z^ = zfi + |
Zfl = |
62 и |
S2k = zi + |
z2 = |
63. Поэтому целесообразно в качестве |
||
расчетного принять Sz = 62, а колеса с числом зубьев zx и z2 корригировать.
Погрешность передаточных отношений |
А |
== + |
1,52%; |
|
|
|
|
2а |
|
Д |
+ 0,95 — 0,63 = + |
0,32%; |
Д -^ = 0,0%. |
|
|
Ч |
|
|
ъв |
Пример 4. Передаточные отношения не могут быть точно выражены
в виде простых дробей. Пусть — =0,315 и — = 1. Можем написать zx —
Z2 |
z4 |
=0,315Z2. Задаемся zmln = zx = 18; тогда z2 = 57,14. Примем Zg = 57;
Sz—18+57 = 75 n, следовательно, 23 = 24 = 37,5. Примем 23 = 24 = 37. Пусть расчетные Sz = 74; тогда передачу zt — z2, имеющую Sz — 75, необходимо
корригировать. |
Фактически |
|
|
2 |
18 |
|||
передаточные отношения —- = |
= 0,316 |
|||||||
|
А. |
|
0,316— 0,315 |
z2 |
о/ |
|||
|
100 = |
Л 00п/ |
|
|||||
погрешность Ai = |
—— |
-----= |
0,33% . |
|
||||
Если |
принять |
zx = |
23, |
то |
z2 = |
73,02. Пусть z2 = 73, тогда Sz = 32 + |
||
+73 = |
96, a z3 = г4 = |
48; |
М = |
0,00%. |
|
|||
§ 6. ОСОБЫЕ МНОЖИТЕЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ
Коробки скоростей обычной множительной структуры строятся путем последовательного соединения групп передач в одну кине матическую цепь. Выбор оптимальных конструктивных и кинема тических порядков, соблюдение ограничения величины переда точных отношений передач, суммы зубьев их колес, чисел зубьев наименьших шестерен могут обеспечить наиболее простые и ком пактные схемы привода, отвечающие предъявляемым требова ниям. Однако многообразие условий работы станков и наклады-
Рис. 25. Привод главного движения со сменными колесами
ваемые ограничения не всегда приводят к оптимальным решениям. Вот почему в ряде случаев целесообразно отклоняться от класси ческих принципов и проводить мероприятия, упрощающие схему привода в целом.
Приводы главного движения со сменными колесами значительно упрощают схему и конструкцию станка. Работа последнего дли тельное время без изменения скорости вращения шпинделя позво ляет использовать в качестве множительной группы звено на стройки со сменными колесами. На рис. 25, а показана схема при вода главного движения, у которого регулирование скорости вращения шпинделя осуществляется исключительно сменными колесами Л — В. Наличие в схеме конических пар вызывается
конструктивными соображениями. Передаточные отношения для них обычно равны 1 1 .
В коробке скоростей, приведенной на рис. 25, б, первая группа состоит из сменных колес А — В, а вторая и третья содержат по две пары передач. Следовательно, имеется возможность ступенча того регулирования чисел оборотов шпинделя путем переключения блоков, а установка сменных колес смещает область регулиро
вания вдоль |
ряда ско- |
|
|
|
I* |
г* |
||||||
ростеи вращения. |
|
|
|
|
|
|||||||
же |
|
|
|
т^т F^\/V |
||||||||
Сменные |
колеса |
|
|
|
|
|
||||||
лательно |
размещать |
в |
|
|
|
|
|
|||||
первой основной группе, |
|
|
|
|
|
|||||||
так как число пар смен |
|
|
|
|
|
|||||||
ных |
колес |
может |
быть |
|
|
|
|
|
||||
большим. |
Графики |
чи |
|
|
|
|
|
|||||
сел |
оборотов |
строятся |
|
|
|
|
|
|||||
по методике, |
изложен |
|
|
|
|
|
||||||
ной |
выше. |
пар |
сменных |
|
|
|
|
|
||||
Число |
|
|
|
|
|
|||||||
колес колеблется в пре |
|
|
|
|
|
|||||||
делах 2—10. Если при |
|
|
|
|
|
|||||||
нять |
для |
коробки |
ско |
|
|
|
|
|
||||
ростей (см. |
рис. |
25, |
б) |
|
|
|
|
|
||||
Р ем |
то |
число |
сту |
|
|
|
|
|
||||
пеней скорости при этой |
|
|
|
|
|
|||||||
простой |
схеме |
будет |
|
|
|
|
|
|||||
z = |
61 •20 .21а |
= |
24. |
|
|
|
|
|
|
|||
М н о ж и т е л ь н ы е |
|
|
|
|
|
|||||||
структуры |
|
с |
изменен |
|
|
|
|
|
||||
ными характеристиками |
|
|
|
|
|
|||||||
групп передач. Нередко |
|
|
|
|
|
|||||||
причиной |
|
отказа |
|
от |
Рис. 26. |
Графики |
чисел |
оборотов |
шпинделя |
|||
обычной множительной |
коробок |
скоростей |
с измененными характе |
|||||||||
структуры является вы |
|
ристиками |
передач |
|
||||||||
сокое значение характе |
|
|
|
|
|
|||||||
ристики последней |
переборной группы и в связи с этим недопу |
|||||||||||
стимо малое передаточное отношение одной из передач (см. стр. 50). Путем искусственного уменьшения характеристик можно с неко торыми отклонениями сохранять желательную структуру.
Вернемся |
к схеме |
привода со |
структурой z = 12 = 3А-23 -2в |
|
(см. рис. |
23 и 22, б). Минимальное передаточное отношение ~ ~ |
|||
при ср = |
1,41 |
ч- 1,58 |
принимает |
недопустимое значение |
Этого можно избежать, если уменьшить характеристику последней
группы. Примем для примера х3 = |
4 и построим график для струк |
туры z = 12 = Зх ' 2 3 ' 2 4 (рис. 26, |
а). Из графика следует, что |