18. Свойства геометрических рядов регулируемых параметров, знаменатели рядов и их область их применения

Регулирование скоростей может быть ступенчатым и бесступенчатым.

Рассмотрим ступенчатый способ регулирования.

При ступенчатом регулировании в заданных пределах (от nmin до nmax) выбирают целесообразный ряд значений регулируемого параметра (n). Рекомендуется геометрический ряд частот вращения шпинделя. Он позволяет проектировать сложные коробки скоростей, состоящие из элементарных двухваловых передач. Все коробки скоростей построены по геометрическому ряду, что впервые было обосновано русским академиком Годолиным в 1876 г. Значения частот вращения шпинделя и знаменатель прогрессии - φ для этого ряда стандартизованы.

Численные значения знаменателя прогрессии φ = 1,06; 1,12; 1,26; 1,41;1,58; 1,78; 2.

Область применения φ: φ = 1,12 – применяется в автоматах;

φ = 1,26; 1,41– основные ряды в универсальных станках (ток-х, сверл-х, фрезер-ных);

φ = 1,58; 1,78 – применяется в станках, где время обработки невелико посравнению с временем холостых ходов (продольно-фрезерные, строгальные идр.);

φ = 1,06; 2 – имеют вспомогательное значение.

Геометрический ряд регулируемых параметров имеет вид:

nn1=nmin n2=n1∙φ n3=n2∙φ=n1∙φ2 nz=nmax=n1∙φz-1

Максимальное значение регулируемого параметра: nmax=nmin∙φz-1

Д=φz-1 φz-1=Д z=logДlogφ+1

Д, φ, z – являются основными параметрами геометрического ряда;

Д – диапазон регулирования, кот показывает соотношение мах и min частоты вращения или подачи ( Д=nmaxnmin или SmaxSmin ). Его значение выбирается в зав- ти от размеров обрабатываемой детали и применяемых режимов резания, что связано зависимостью n=1000υπd. Для совр универсальных станков «Д» в приводах гл движения: 10…200

z – число регулируемых параметров. В современных органах настройки в приводе гл движения ( 18-36), а в приводах подач значительно больше.

А=1-1φ∙100%=const –перепад υ для геометрического ряда, кот показывает возможность % потери υрезв следствии ступенчатого регулирования по отношению к треб. По теории резания металлов. В основу выбора стандартных значения знаменателя геом прогрессии положены 3 осн принципа:

- получение различных рядов регулируемых параметров из осн ряда с φmin, т.е ост ряды получаются из э того осн ряда, если выбираем его члены через 1.

Студент выбирает значение знаменателя прогрессии φ, определяет число скоростей Zv (полученное значение Zv не должно превышать значения, указанного в задании), определяет частоты вращения n1 … nk и округляет их до значений, указанных в нормали станкостроения Н11-1 "Нормальные ряды чисел в

станкостроении" для выбранного φ.

19. Множительные структуры и их графическое изображение

Из всех возможных конструктивных и кинематических вариантов лучшим считается тот, который обеспечивает наибольшую простоту, наименьшее количество передач и групп передач, малые радиальные и осевые размеры.

1) Наименьшее количество передач возможно при условии если каждое слагаемое из правой части уравнения z = Р1 · Р2 · … Рm будет минимальным (простые числа 2, 3). Поэтому число передач в группах принимают равным 2 и 3, реже 4.

Уменьшая число передач в группах до min увеличиваем число групп передач, а следовательно и число валов. Уменьшая число групп увеличиваем число передач в группах.

2) Из всех возможных вариантов структуры выбирают тот, который обеспечивает наименьшие размеры и массу колёс.

Масса зубчатых колёс, смонтированных на одном валу, будет min при минимальной разнице в их размерах. Этим требованием наилучшим образом отвечает основная группа, т. к. передаточное отношение передач здесь незначительно отличается друг от друга.

Поэтому целесообразна структура, у которой основная группа содержит наибольшее количество передач. Для уменьшения веса привода желательно, чтобы число передач в группах уменьшался от электродвигателя к шпинделю, например z = 3 · 2 · 2.

3) Желательно чтобы характеристики групп увеличивались от электродвигателя к шпинделю, т. е. если z = Рх0 · Рх1 · Рх2, то х0 < x1 < x2.

В этом случае при одинаковых наименьших числах оборотов получаются меньшими, что снижаются динамические нагрузки, вибрации в передачах, износ деталей и потери на трение, возрастает КПД при высоких числах оборота шпинделя что даёт возможность понизить требования к качеству изготовления деталей передач.

4) Для уменьшения крутящих моментов и веса деталей и всего привода необходимо сообщать, по возможности, более высокие числа оборотов промежуточным валам, что достигается применением больших i между первыми валами привода и меньших в последних передачах перед шпинделем.

Графическое изображение множительных структур

Графический метод кинематического расчета состоит из 2-х частей: построение структурной сетки, характеризующей ряд конкретных приводов в общей форме, и по ней графика чисел оборотов уточняющего расчет.

Построим структурную сетку для множительной структуры z = 6 = 31 · 23

I II III

n6

₃ n5

₂ n4

4 n3

¹ n2

n1

х₀ = 1 х₁ = 3

Проведём 3-и вертикальные линии соответствующие вариантам I, II, III и шесть горизонтальных линий, но количеству скоростей вала III.

Нанесём точки n1 – n6, изображающие ряд чисел оборотов вала III. Вал I имеет одну скорость, следовательно на линии I будет одна точка 4. Расположим её симметрично относительно n1 – n6.

Первая группа передач состоит из 3-х передач х0 = 1, расстояние между соседними точками на линии II должно быть равно одному интервалу. Наносим симметрично точки 1, 2, 3 и соединим их с точкой 4. лучи 4 – 3, 4 – 2, 4 – 1

Вторая группа передач состоит из 2-х передач, т. к. характеристика х1 = 3. Точку 1 соединим с 2-мя равноудалёнными от неё точками n1 и n4, стоящими одна от другой на расстоянии 3-х интервалов. Что дает граф изображение: Количество ступеней скорости на валах привода.Количество групповых передач в приводе и порядок их конструктивного расположения.Число передач в каждой группе.Характеристики групп ,т.е. их место в порядке кинематического включения.Диапазон регулирования групповых передач.Диапазон регулирования на промежуточных валах.

Недостаток: структурная сетка не даёт фактических значений чисел оборотов и передаточных отношений передач в группах. Для определения этих величин строят графики чисел оборотов.