СИЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ДЕТАЛЕЙ КОРОБОК ШВИДКОСТЕЙ

Основою створюваної конструкції коробки швидкостей є кінематична схема, параметри якої і потужність приводу є вихідними даними створюваної. Конструкції і в значній мірі визначають умови роботи верстата. Розрахунок деталей коробок швидкостей зводиться до визначення оптимальних їх основних розмірів, які задовольняли б умови нормальної працездатності, під якою слід розуміти роботу деталей верстата в межах допустимих деформацій без поломки і значного зносу протягом певного терміну.

Для визначення розмірів деталей приводу необхідно скласти розрахункову схему за умовами максимального їхнього навантаження. Вихідними зусиллями для розрахунку деталей коробки є зовнішні сили на приводному валу і сили різання, прикладені до виробу або інструмента.

Внутрішні сили в елементах передач і реакції, що виникають, створюють для кожної деталі або вузла систему зовнішніх сил, які визначають умови їх роботи.

Розміри деталей приводу залежать, в основному, від величини крутного моменту, що передається, максимальне значення якого, при постійній потужності, буде при мінімальній частоті обертання.

Практика експлуатації універсальних верстатів вказує на те, що в приводах з великим діапазоном регулювання (D > 40) робота верстата на низьких оборотах не вимагає використання повної його потужності. Це необхідно враховувати при конструюванні коробки з тим, щоб не з’явилось надмірне збільшення її габаритів і ваги.

Тому при розрахунку коробок швидкостей умовно вважають що максимальний крутний момент на шпинделі, який навантажує привод, буде не при мінімальній частоті обертання шпинделя, а при деякому розрахунковому числі, яке визначається як:

Тоді максимальний крутний момент на шпинделі верстата може бути визначений:

де N – потужність, кВт;

n_p– розрахункова частота обертання.

При D ≤ 40 можна приймати, що .

Викладене дозволяє вважати, що у верстатах з великим діапазоном регулювання 75% діапазону регулювання в області верхніх частот обертання шпинделя використовується з постійною (максимальною) потужністю, а 25% решти діапазону використовується при постійному крутному моменті. Аналогічно розрахункова частота обертання може бути визначена для проміжних валів коробки швидкостей.