Основные узлы и механизмы станков. Кинематическая структура станков, страница 26

Структурные сетки для рассматриваемого примера и вариантов переключения групп (см. п/п. 3.9.1.4) представлены на рис. 3.1.

По структурной сетке можно определить:

- количество групп передач в приводе,

- число передач в каждой группе,

- конструктивное расположение групп в приводе,

- порядок переключения групп передач,

- диапазон регулирования каждой группы и всего привода (например, для сетки "а" будет

Дао =;   ДбI =;   ДвII =;   Д =),

- количество ступеней частот вращения каждого вала групповых передач.

3.9.2.2 Анализ структурных сеток и выбор оптимального варианта

После построения структурных сеток производится анализ их на :

.

хmax равно числу интервалов на структурной сетке между двумя крайними лучами последней множительной группы.

Для сеток а, б, в, г (см. рис. 3.1,а-г), где pk=2  и   хmax =6,  

По этим сеткам могут быть осуществлены коробки скоростей с ,  т.е. 1,41; 1,26; 1,18; 1,12; ... .

При наибольшем допустимом знаменателе =1,41   Д=1,4111=45.

Для сеток  д, е (см. рис. 3.1,д,е), где pk=3  и   хmax=8,  Поскольку такого стандартного значения знаменателя нет, то по этим сеткам могут быть осуществлены коробки скоростей с <1,3, т.е. 1,26; 1,18; 1,12; ... .

При наибольшем возможном знаменателе =1,26   Д=1,2611=12,5.

Как видно, больший диапазон регулирования может быть обеспечивается при меньших  pk.

При выборе варианта, принимаемого за основу конструирования, следует учитывать, что наивыгоднейшим вариантом переключения групп передач является такой, когда группа "a" – основная, "б" – I множительная, "в" – II множительная и т.д. (при pa pб  pв …).

Характеристики групп в этом случае будут

xa=1<xб<xв   при структуре      z = pa· pб · pв... .

Рис. 3.1. Варианты структурных сеток для привода со структурой 12=3·2·2 (а–е)

и  таблица  для  определения  φmax  (ж)

При таком решении обеспечивается наименьшая разница в величинах максимальной и минимальной частот вращения каждого из промежуточных валов привода, что позволяет:

а) уменьшив максимальные частоты вращения промежуточных валов, уменьшить нагрузки в передачах, износ, возможность возникновения вибраций;

б) увеличив минимальные частоты вращения промежуточных валов, уменьшить размеры деталей передач привода.

3.9.2.3 Построение диаграммы (графика, картины) частот вращения валов привода

Диаграмма частот вращения (ДЧВ) строится для выяснения действительных частот вращения валов коробки скоростей и действительных передаточных отношений групповых и одиночных передач. В отличие от структурных сеток ДЧВ, в общем случае, несимметрична. На ней лучи, отклоняющиеся от горизонтали вверх, изображают ускоряющие передачи, вниз - замедляющие. передачи 1:1 изображаются горизонтальными линиями.

Передаточное отношение передачи выражается в виде  или 1/,

где а – число интервалов между горизонталями, перекрытых лучом, изображающим данную передачу.

ДЧВ строится на весь привод, т.е. на групповые и одиночные передачи. При этом должны быть известны частоты вращения первого (электродвигатель) и последнего (шпиндель) валов:

nдв   и   .

Отношение nmin/nдв является минимальным передаточным отношением привода. Выразим его через знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя:

 ,

где m – число интервалов между nmin и nдв на ДЧВ или по ряду предпочтительных чисел с принятым  (см. табл. 3.6).

Число m может получиться целым или дробным. В последнем случае дробная часть принимается приближенно в несколько десятых, а погрешность от этого приближения устраняется далее при подсчете передаточного отношения какой-либо одиночной передачи.

Минимальное передаточное отношение Imin разбивают по групповым передачам. Остаток Imin распределяют между одиночными передачами.

При разбивке учитывают граничные условия для передач:

зубчатых – ,       ремённых – .

Разбивку Imin стараются вести так, чтобы было возможно меньше ускоряющих передач.

После разбивки минимальное передаточное отношение представляется на ДЧВ в виде так называемой линии редукции, на которой в соответствии с выбранной структурной сеткой достраиваются лучи, изображающие остальные передачи групп.