Практическая работа №3. Построение графика частот вращения.

Цель работы: Ознакомиться с методами построения графика частот вращения привода главного движения и его назначением.

График частот вращения (структурный график) является видоизмененной структурной сеткой. Он показывает действительные значения частных передаточных отношений передач и частот вращения валов.

Для построения графика частот вращения необходимо рассчитать числа оборотов шпинделя по формуле:

(1)

Где i - порядковый номер частоты вращения, мин^-1;

и т.д.

Пример. Структура коробки скоростей: (смотри пример, рассмотренный в практической работе ПКСЭ ЭиНСПР2 МУ), знаменатель геометрического ряда , минимальная частота вращения шпинделя мин^-1, частота вращения электродвигателя мин^-1.

Пример расчета частот вращения в MathCAD

Минимальная частота вращения

Знаменатель геометрического ряда

Число частот вращения

Для удобства и наглядности чтения результаты сведем в таблицу 1.

Таблица 1. Частоты вращения шпинделя рассчитываем по выбранному 3му варианту структурной сетки (смотри ПКСЭ ЭиНСПР2 МУ).

Расчётная частота вращения, мин-1	По нормалям станкостроения, мин-1
n1=45∙1.410=45	n1=45
n2=45∙1.41=63.45	n2=63
n3=45∙1,412=89.646	n3=90
n4=45∙1.413=126.145	n4=125
n5=45∙1,414=177.864	n5=180
n6=45∙1,415=250.789	n6=250
n7=45∙1,416=353.612	n7=355
n8=45∙1,417=498.598	n8=500
n9=45∙1,418=703.016	n9=710
n10=45∙1,419=991.253	n10=1000
n11=45∙1,4110=1398	n11=1600
n12=45∙1,4111=1971	n12=2000

Рассчитанные частоты вращения корректируются в соответствии с нормальными рядами чисел в станкостроении (см. приложение 1).

Проводится анализ по отклонениям (2)

(3)

Для удобства и наглядности чтения результаты сведем в таблицу 2.

Таблица 2. Отклонения расчетной частоты вращения от нормали станкостроения.

Δ n1= =0	Δ n7=
Δ n2=	Δ n8
Δ n3=	Δ n9=
Δ n4=	Δ n10=
Δ n5=	Δ n11=
Δ n6=	Δ n12=

Сравнивая расчетные и стандартные значения частот вращения шпинделя, можно увидеть, что наибольшая разность соответствующих частот вращения имеет место для n₅ и составляет 1,174 %, что меньше допускаемого отклонения.

Далее вычерчивается сетка подобно структурной сетке. На равных расстояниях проводят ряд вертикальных линий, число которых соответствуют числу валов привода плюс вал электродвигателя. Затем с равными интервалами проводятся горизонтальные линии, число которых равно числу частот вращения шпинделя.

На валу I отмечают точкой частоту вращения электродвигателя в масштабе графика. Затем находят полные для всего привода передаточные отношения и выражают их через степень Х знаменателя ряда.

i_{пр min}= , (4)

i_{пр max}= , (5)

где n_min – минимальная частота вращения шпинделя;

n_max – максимальная частота вращения шпинделя;

n_эд – частота вращения электродвигателя;

φ – знаменатель ряда частот вращения.

Полные передаточные отношения распределяют между всеми группами передач привода

i_{пр min}=i₁·i₂·i₃·...·i_m= (6)

i_{пр max}==i₁·i₂·i₃·...·i_m= φ^x1· φ^x2· φ^x3·...· φ^xm (7)

где Х^m - наибольший показатель для последней переборной группы;

i₁·i₂·i₃·...·i_m – множители, составляющие полные передаточные отношения приводов (их целесообразно располагать в порядке уменьшения).

Передаточные отношения зубчатых колес принято ограничивать пределами:

для коробки скоростей ;

для коробок подач .

и желательно принимать равными целым степеням стандартных знаменателей φ.

От точки, соответствующей частоте вращения электродвигателя или первого вала, отмеченной на валу I, ведется построение графика (рис.3). Лучи от этой точки, как правило, направлены вниз, если частота вращения понижается по отношению к электродвигателю. Лучи направлены вверх, если частота вращения повышается, лучи идут горизонтально, если частота вращения не изменяется. Интервалы между лучами сохраняются и равны φ

рис.3. График частот вращения.