Определение расчетных крутящих моментов на валах коробки скоростей

При проектировании универсальных станков для уменьшения габаритов привода рекомендуется ограничивать передаваемую мощность на шпинделе критической частотой вращения «_р, которая для токарных станков принимается по [17] равной частоте вращения верхней ступени нижней трети диапазона регулирования, т. е. для нашего случая п_р= пд, или п_р= 40 мин '.

Таким образом, в области частот вращения с П[ = 6,3 до пд = 40 мин ¹ мощность привода ограничена величиной крутящего момента М_р, который определяется из выражения

N

М_р =9760—SHm, (2.1)

где N_e - эффективная мощность на шпинделе, кВт.

= (2-2)

где У - мощность электродвигателя, кВт; ^_пр - условный расчетный КПД привода, который может быть принят для станков с вращательным главным движением, т/_пр = 0,88...0,90.

Так как электродвигатель развивает разную мощность N и N₂, то в расчет берем среднюю мощность

При этом на одной частоте вращения электродвигатель будет работать с недогрузкой, на второй - с некоторой перегрузкой:

= 9760• ^5,1'^0,9 = 1120 Н м.

^р 40

При определении М_р на промежуточных валах исходят из того, что М_р будет при передаче полной мощности на минимальной частоте вращения этого вала. Поэтому на IV валу М_р определится при «=160 мин^-1 этого вала:

Hrv-v

где 7/iv-v - расчетный КПД между смежными валами IV и V, включающий табличный КПД зубчатой передачи и КПД одной пары подшипников качения; определяется по формуле:

7iv v= ВДподш = o,99 • 0,995 = 0,985;

/H^1V = И20 =_{284 H>M} ^p 4-0,985

При определении M_p на III валу находим, что полная мощность N_cp будет передаваться при n_mi_n = 100 мин ¹ III вала по следующей кинематической цепи: • z_{p п} • ? i₄ ? z₇ • z₈ = 50 мин¹.

Но при этом замечаем, что эта же частота вращения («v⁼ 50 мин *) на шпинделе может получаться и по другой кинематической цепи:

^=п' ^{= мин} ' ^ПР^И частоте вращения III вала - 800мин ¹ и, следовательно, при меньшем крутящем моменте. Значит, на шпинделе П!= 50 мин ¹ лучше получать по второй кинематической цепи, а первую цепь заблокировать органами переключения.

Следующая минимальная частота вращения III вала, при которой может передаваться полная мощность, равна 125 мин’¹. Но если проследить кинематические цепи для получения на шпинделе частоты вращения 63 мин , то снова придем к выводу, что цепь z?₁₃z_pnz₂z₄z₇z₈Heo6xoHHMO блокировать. Тогда следующей минимальной частотой вращения III вала, на которой передается полная мощность, будет 200 мин’¹, для получения частоты вращения на шпинделе Пу = 100 мин^-1. Исходя из этого расчетный крутящий момент на третьем валу будет равен

Ду III _ ^100*8 . ^Z7 р ’

”iv-v Vin-iv

где Л/,00 = 9760• ^5,1'°’⁹ = 447 Н-м; М1^и = ⁴⁴⁷⁴---— = 230 Н-м.

¹⁰⁰ 100 ^р 4-0,985 0,985

На II валу полная мощность на шпиндель передается при его минимальной частоте вращения - 400 мин^-1 по следующей кинематической цепи:

п. i _п i,LLL = п = 200 мин^-1.

13 р.П. 1 Э / о

Тогда

Ду" _ ^200*8 . h ^г5

^{Р z}7iv-v ^iii-iv 7п-ш’ где

M₂^V_OO = 9760 • ^5,1'^0,9 = 224 Н-м;

²⁰⁰ 200

_мп₌224---2---J_ ₌ i_{18 н}._м;

^р 4-0,985 0,985 0,985

М' = = ^И8‘² = 46,5 Н-м.

^Р 5-0,985