4.7. Приводы с двухскоростным электродвигателем

Применение двухскоростного электродвигателя уменьшает число зубча­тых передач при получении заданного ряда частот вращения шпинделя, а зна­чит, габариты и массу коробки скоростей.

При кинематическом расчете привода электродвигатель считают электри­ческой группой, состоящей из двух передач. Характеристику x_э этой группы определяют с учетом того, что диапазон регулирования ее частот равен 2, а знаменатель ряда частот вращения шпинделя — При этом и при стандартных значениях , равных 1,06, 1,12, 1,26, 1,42,2, характеристика электрической группы соответственно равна 12, 6,3,2,1. Отсюда следует, что электрическая группа может быть основной только при , однако такие приводы практически не применяются. Обычно двухскоростные электродвига­тели встраивают в приводы, для которых знаменатель ряда частот равен 1,06, 1,12 или 1,26.

Пример 5. Построим структурную сетку привода, обеспечивающего 24 ступени частот вращения шпинделя, минимальную частоту 125 об/мин, максимальную 1800 об/мин. В приводе применен двухскоростной электродвигатель,

Диапазон регулирования привода

знаменатель ряда частот вращения шпинделя

Характеристика электрической группы

Примем, что привод соответствует структурной формуле Первой в структуре располагается электрическая группа с известной характеристикой 6. Вторая группа - основная с характеристикой третья - первая переборная. Ее характеристика Следовательно, электродвигатель можно считать второй пере борной группой. Последней в структуре будет третья переборная группа, характеристика которой в соответствии с общим правилом х_А = 12. Тогда структурная формула привода

Структурная сетка изображена на рис. 4А,а. Так как характеристика электрической группы равна 6, соответствующие ей точки А и В разнесены на 6 интервалов.

-

4.8. Приводы со сменными зубчатыми колесами

Приводы со сменными зубчатыми колесами применяют в станках, в кото­рых частота вращения шпинделя изменяется редко. В некоторых конструк­циях главный привод состоит только из одной или двух пар сменных колес, в других сменные колеса входят в состав привода наряду с групповыми передачами других типов (рис. 4.5, а). Сменные колеса обычно образуют основную группу, и соответствующие этой группе лучи расходятся на один интервал (рис. 4.5,6).

Для уменьшения вдвое числа сменных зубчатых колес лучи образуемой ими группы на графике частот вращения располагают симметрично.

4.9. Последовательность кинематического расчета привода

Исходными данными для кинематического расчета главного привода яв­ляются частота вращения вала электродвигателя, минимальная частота враще­ния шпинделя , максимальная частота , число ступеней частот z или другие эквивалентные комплексы данных. Кинематический расчет выполняют следующим образом.

1. По зависимости (4.1) определяют значение знаменателя геометрическо­го ряда частот вращения шпинделя и округляют его до ближайшего стандарт­ного, рекомендуемого для станков данного типа.

2. Определяют частоты вращения шпинделя, округляют их до стандарт­ных. Если крайние значения частот существенно отличаются от исходных и , возможны коррекция z, замена структуры более подходящей и т.д.

3. Из ряда возможных вариантов привода выбирают наиболее рациональ­ный и записывают его структурную формулу. Масса зубчатых, колес и валов тем меньше, чем больше зубчатых колес вращается с высокой скоростью. Поэтому располагают группы передач так, чтобы первой была основная и характеристики групп увеличивались от первого вала коробки скоростей к последнему. Основная группа должна обеспечивать наибольшее число передач.

С целью повышения КПД привода при работе с высокими частотами вращения переходят к сложенным структурам.

4. Синтезируют кинематическую схему привода. При этом исходят из его структурной сетки, учитывают частоту вращения электродвигателя, вводят одиночные передачи, необходимые для получения частот вращения шпинделя и обеспечения конструктивной компоновки привода.

5. Строят график частот вращения, исходя из кинематической схемы и структурной сетки. Горизонтальными линиями на графике условно изображают валы привода, в том числе вал электродвигателя. Точки пересечения вертикальных линий с горизонтальными соответствуют частотам вращения валов, представленным в логарифмическом масштабе. Передачи и их передаточные отношения обозначают линиями (лучами) соединяющими соответствующие точки на горизонтальных линиях. Поскольку частоты вращения даны в логарифмическом масштабе, передаточное отношение передачи (отношение частоты вращения ведомого вала к частоте ведущего)

(4.2)

где число интервалов между вертикальными линиями, пересекаемыми лучом.

Луч с наклоном вправо изображает повышающую передачу , с наклоном влево - понижающую , вертикальный - передачу с Параллельные лучи изображают одну и ту же передачу. Для обеспечения при­емлемых радиальных размеров коробок скоростей вводят ограничения на пе­редаточные отношения передач из которых следует ограничение на диапазон регулирования групповой передачи: он не должен быть больше 8. Кроме того, по мере приближения к шпинделю редукция частоты вращения с помощью передач, обеспечивающих минимальную частоту вращения каждого вала, должна возрастать:

желательно, чтобы для каждой групповой передачи соблюдалось соотношение

6. По графику частот вращения и зависимости (4.2) для каждой передачи находят передаточное отношение.

7. Определяют числа зубьев колес, пользуясь методиками, приведенными в специальной литературе [ 90], или по табл. 4.2-4.5, исходя из принятой суммы чисел зубьев ведущего и ведомого колес каждой группы передач и в зависимости от передаточного отношения каждой передачи при

или при . В таблицах приведены числа зубьев меньшего колеса передачи.