Материал: Металлорежущие станки Краткий курс

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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-

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).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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%;

 

 

 

 

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