Кинематический расчет приводов главного движения со ступенчатым регулированием скорости, страница 4

Структуры привода с перекрытием части ступеней скорости

Перекрытие (повторение) части ступеней скорости шпинделя обусловлено стремлением исключить слишком высокие частоты вращения, которые не нужны по условиям использования станка и нежелательны по техническим соображениям, например, чтобы не усложнять конструкцию опор шпинделя.

Перекрытие осуществляется искусственно, путем уменьшения показателя степени х в последней переборной группе или в двух переборных группах, в результате чего появятся общие передаточ­ные отношения, совпадающие по величине. Следовательно, поя­вятся совпадающие скорости на шпинделе.

Пусть, например, при структуре привода, отвечающей форму­ле

 z = 2(3)*3(1)*2(б) = 12, (рис. 4.5, а), требуется снять две верх­ние ступени скорости. Для этого уменьшим показатель степени в последней переборной группе на две единицы, т.е. вместо j⁶ возь­мем j⁴ или одновременно уменьшим этот показатель в первой и последней переборной группах на одну единицу.

В первом случае структурная формула примет вид z = 2(3)*3(1)*2(4), во втором z = 2(2)*3(1)*2(5); соответствующие структурные сетки приведены на рис.4.5,б и 4.5,в. Благодаря тако­му приему число скоростей шпинделя уменьшается до 10 в обоих случаях.

Перекрытие отдельных скоростей чаще всего производят при проектировании приводов к быстроходным станкам.

Если уменьшить показатель степени х, т.е. характеристику ка­кой-либо другой (не последней переборной) группы, то произой­дет совпадение скоростей на ведомом валу данной группы, а на по­следнем валу (шпинделе) появится выпадение скоростей (рис. 4.6).

Из всех вариантов приводов с обычной множительной кинема­тической структурой, создающих одно и то же число скоростей на шпинделе станка, предпочтение следует отдавать структурам с ве­ерообразной сеткой, в которых группы с большим числом передач располагаются близко к электродвигателю. Нужно стремиться к тому, чтобы первой в конструктивном порядке была основная группа, за ней следовала первая переборная, далее вторая пере­борная и т.д. При такой последовательности сохраняется быстро­ходность промежуточных валов. Крутящие моменты на валах и окружные усилия на зубчатых колесах будут меньше, а следова­тельно, меньшими окажутся изгибающие моменты и нагрузки на опорах. В результате уменьшится металлоемкость и стоимость групповых передач. Конструкция привода будет более компакт­ной, так как при прочих одинаковых условиях диаметры валов и

модули зубчатых колес обратно пропорциональны (n — часто­та вращения вала или зубчатого колеса).

Для двенадцатискоростного привода веерообразная структур­ная сетка представлена на рис.4.7.

Лекция 4.3.

Определение абсолютных величин передаточных отношений

Для облегчения кинематических расчетов приводов металлоре­жущих станков применяется графоаналитический метод, который заключается в графическом изображении частот вращений и пере­даточных отношений в виде графиков частот вращения. Для по-

строения графиков необходимо знать частоту вращения вала элек­тродвигателя. Поэтому предварительно надо выбрать электродви­гатель.

Выбор электродвигателя

При выборе электродвигателя следует учитывать условия его монтажа с корпусом привода. Если электродвигатель соединяется с первым валом через ременную передачу, то в этом случае приме­няется электродвигатель нормального типа с лапками для уста­новки на горизонтальных, вертикальных или наклонных плитах. При непосредственном соединении электродвигателя с коробкой скоростей применяются фланцевые электродвигатели.

Для приводов станков наибольшее распространение получили трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором в защищенном исполнении. Из не­скольких электродвигателей данного типа, имеющих одинаковую мощность, но различную частоту вращения, нужно выбрать двига­тель, наиболее соответствующий кинематической схеме привода, учитывая, что габариты, масса и стоимость электродвигателя тем больше, чем меньше при одной и той же мощности его частота вра­щения. Электродвигатель выбирается по данной мощности из единой серии электродвигателей 4А по табл. 3.1—3.4.[1]