Построение графика частот вращения и разработка кинематической схемы

 

Оптимальный график частот вращения выбирается из условия, чтобы значения передаточных отношений не выходили за допустимые пределы, частоты вращения промежуточных валов были по возможности выше и уменьшалась номенклатура колёс, а так же чтобы показатель  не превышал допустимых значений  - для повышающей передачи и  - для понижающей. Построение ведём в полулогарифмических координатах  валов привода - (рисунок 4).

 

 

Рисунок 4 - График частот вращения

 

Передаточные отношения определяются, используя график частот вращения в соответствии с числом интервалов  перекрываемых лучом.

По графику частот вращения определяют передаточные отношения из выражения [4]:

 

 (4)

 

где φ - знаменатель геометрического ряда частот вращения,

m - количество интервалов lg φ, пересекаемые лучом, изображающих передачу.

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Определяются фактические передаточные отношения  каждой передачи через отношения чисел зубьев  ведущего колеса к числу зубьев  ведомого колеса. Определяем числа зубьев зубчатых колес (для каждой передачи суммарное число зубьев ∑ z должно быть одинаково):

d₁ =100; d₂ =77;

 z₁ = 37; z₃=53; ∑ z=90;

z₂ =45; z₄=45; ∑ z=90;

  z₅=30; z₉=60; ∑ z=90;

z₆=45; z₁₀=45; ∑ z=90;

z₇=30; z₁₁=60; ∑ z=90;

 z₈=60; z₁₂=30; ∑ z=90;

 z₁₃=18; z₁₆=72; ∑ z=90;

z₁₄ =60; z₁₅ =30; ∑ z=90.

Определяются общие передаточные отношения  всей цепи для каждой ступени привода, через произведение передаточных отношений передач , обеспечивающих получение частоты вращения данной ступени.

Определяем фактические частоты вращения по формуле [4]:

 

 (5)

 

где: - частота вращения вала электродвигателя, мин ;

- общее передаточное отношение всей цепи.

.

Определим относительные отклонения фактических частот от стандартных [4]:

 

; (6)

 

где  - фактическая частота вращения шпинделя, ;

 - стандартная частота, .

.

Допускаемое отклонение фактических частот от стандартных [4]:

 (7)

 

Относительные отклонения фактических частот находятся в пределах допускаемых, поэтому принятые нами числа зубьев зубчатых колёс оставляем без изменений.

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя и строим расчетную цепь [4]:

 

 (8)

 

По графику принимаем .

 

Определение крутящих моментов ПГД

привод токарный винторезный станок

Рассчитаем крутящие моменты на валах привода.

Крутящий момент на валу электродвигателя рассчитывается по формуле [4]:

 

 (9)

 

Крутящий момент на каждом последующем валу рассчитывается по формуле [4]:

 

, (10)

 

где  - крутящий момент на предыдущем валу, Н·м;

 - КПД передачи;

 - передаточное отношение между валами.

Крутящий момент на последнем валу рассчитывается по формуле [4]:

 

 (11)

 

где - КПД всего привода;

- расчётная частота вращения шпинделя из формулы (8).

.

Кинематический расчёт привода подач

Определение размерного ряда

Согласно техническому заданию:

1. минимальная частота вращения шпинделя s = 25 мм/мин^-1;

2. знаменатель геометрического ряда ;

3. число ступеней ;

Выписываем значения частот по ряду =1,26 [3].

n₁ = 25 мин^-1;

n₂ = 31,5 мин^-1;

n₃ = 40 мин^-1;

n₄ = 50 мин^-1;

n₅ = 63 мин^-1;

n₆= 80 мин^-1;

n₇ = 100 мин^-1;

n₈ = 125 мин^-1;

n₉ = 160 мин^-1;

n₁₀ = 200 мин^-1;

n₁₁ = 250 мин^-1;

n₁₂ = 315 мин^-1

n₁₃ = 400 мин^-1

n₁₄ = 500 мин^-1

n₁₅ = 630 мин^-1

n₁₆ = 800 мин^-1

n₁₇ = 1000 мин^-1

n₁₈ = 1250 мин^-1

Определяем частотный ряд вращения, соответствующий приводу подач: s_i=n_i/p, учитывая шаг ходового винта р = 6 мм.

 

Таблица 1 - Частоты привода подач

№	s, мм/мин-1
1	4,17
2	5,25
3	6,67
4	8,33
5	10,50
6	13,33
7	16,67
8	20,83
9	26,67
10	33,33
11	41,67
12	52,50
13	66,67
14	83,33
15	105,00
16	133,33
17	166,67
18	208,33