Кинематический расчет привода главного движения

Целью расчета является определение чисел зубьев колес коробки скоростей по графику частот вращения (ГЧВ) валов коробки.

Согласно заданию принимаем следующие параметры станка:

Таблица 2.1

Исходные данные

nш.min мин-1	nш.max мин-1	RnN	Nрас кВт	Smin мм/мин	Smax мм/мин	Sуск мм/мин	Rs	Bст мм	УСИ
				12,5

 

По нормали станкостроения Н11-1 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел» (Приложение 1)выбираем ряд стандартных частот вращения со знаменателем φ =1,26; n _{ш max} =6000 мин^-1; n _{ш min} =10 мин^-1

В стандартном ряду нет значения, n_шmax= 6000 мин-1, поэтому следует принять n_шmax= 6300 мин-1, тогда стандартный ряд будет иметь следующие значения:

10, 12.5, 16, 20, 25,31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150, 4000, 5000, 6300.

Выбираем регулируемый электродвигатель 4ПФ132М15 кВт, со следующими технологическими характеристиками: n _н =1030 мин^-1, n _н =5000 мин^-1.

Регулируемый электродвигатель имеет двузонное регулирование рис.2.1.

Первая зона характеризуется частотами вращения от n_min до n _н, постоянным крутящим моментом и возрастающим значением мощности по мере возрастания частоты вращения.

Вторая зона находится в диапазоне частот вращения от n _н до n _{э. max}.

Рисунок 2.1 Зоны работы регулируемого электродвигателя

Определяем диапазон регулирования расширительной коробки скоростей по формуле:

R_N=5000 / 1030 = 4,85, принимаемR_N=5

Определяем R_k:

R_k= 500 / 5= 100

Определяем С:

C = lg5/ lg1,26 = 6,96, принимаем С = 7.

Определяем m:

m = lg100/lg 8 =2,21,принимаемm = 3

Следовательно, одна группа будетдве группы будут иметь диапазон регулирования равный 8, а вторая третья неполная группа будет иметь диапазон R_г.н..

R_ГН = R_k /8^e =100/ 8² = 1,56

Определяем число интервалов в неполной группе

K_н=lg1,56/ lg1,26 = 1,92, принимаем К_н=2.

Определяем общее число интервалов на ГЧВ

Ko =lg(5000/10) / lg1,26= 26,89принимаемКо =27

Следовательно, логарифмическая сетка будет иметь 27 горизонталей.

Выше был рассмотрен Вариант 1 кинематического расчета.

В примечании ниже рассматривается Вариант 2.

Примечание. Если принять диапазоны регулирования групп одинаковыми, то их значения можно определить следующим образом:

Rг₁= Rг₂= √100 = 10

Тогда число интервалов каждой группы: К г₁= К г₂= lg 10 /lg 1,26= 9,96принимаем К г₁= К г₂=10.

В таком случае передачи каждой группы будут пересекать по 10 интервалов. Число горизонталей на логарифмической сетке будет таким же и равным 27.

Строим ГЧВ для первого и второго вариантов решений.

При построении на ГЧВ групп передач принимаем, что каждая группа передач имеет лишь две передачи, но если при этом диапазон регулирования группы больше диапазона регулирования на предыдущем валу, то в этой группе нужно ввести дополнительные одну или две передачи. Дополнительные передачи следует строить так, чтобы диапазоны регулирования в получившихся при этом подгруппах не превышали диапазона регулирования предыдущего вала. Число передач такой группы определяется:

где Р _Г-число передач в группе;

К _н - число интервалов пересекаемое передачами первой конструктивной группы.

К_н=2; С = 7

Так как 7>2, то первая конструктивная группа должна иметь дополнительные передачи. Число передач такой группы можно определить

P_Г = 7 / 2 +1 =1,29

Округление производим до ближайшего большего значения Рг=2. Таким образом, первая конструктивная группа будет иметь 2 передачи. При этом 2-я передача проводится так, чтобы получившаяся при этом подгруппа имела число интервалов не более С.

На рис. 2.2 показаны ГЧВ коробок скоростей. Коробки скоростей имеют по две постоянные передачи и по две группы передач. Одна из постоянных передач может быть установлена между группами передач или в качестве последней передачи на шпиндель.

На этих ГЧВ штриховыми линиями показаны уточненные границы нижних частот вращения Необходимость в уточнениях возникает потому, что при расчетах значение С округляется, а поэтому нижняя граница частот будет отличаться от действительных значений.

По ГЧВ (рис.2.2) определяем передаточные отношения передач каждой группы по формуле

u=j^k

По таблице выбираем числа зубьев передач

Строим кинематическую схему привода главного движения.

U₁ = 1,26² = Z_1/Z₂ = 1,59

U₂ = 1,26 ^{- 5} = Z_3/Z₄ =1 / 3,18

Рисунок 2.2 - Варианты графиков частот вращения

Рисунок 2.3 Кинематическая схема привода главного движения