4.2.2.2 Построение графика частот вращения

Графики частот вращения отражают частоты вращения всех валов привода, включая валы одиночных передач, необходимых для его компоновки. Построение начинают с цепи редукции, обеспечивающей снижение частоты вращения электродвигателя n_эд. до n_min на шпинделе. Для построения используют оптимальный вариант структурной сетки.

Порядок построения ГЧВ:

1) На равных расстояниях проводятся горизонтальные линии в количестве, равном количеству скоростей (или больше), и им присваиваются снизу вверх частоты вращения, начиная с n₁=n_min, потом n₂ и т.д. (в числах) из стандартного ряда значений, их столбика с соответствующим φ;

2) На равных расстояниях проводят столько вертикальных линий, сколько валов в проектируемом приводе, и нумеруют каждую вертикальную линию римскими цифрами, как на кинематической схеме;

3) Намечают цепь передач от первого вала к выходному по правилам:

а) на крайнем левом (первом) валу ставят n_эд;

б) построение ведут в строгом соответствии с принятым вариантом СТС (количество передач и характеристика);

в) линия, соединяющая на графике 2 точки валов, обозначает передачу с передаточным числом i = φ^m, где m – число интервалов, перекрываемых лучом. Если луч отклоняется вниз, то m < 0.

Пример:

Рисунок 2 – График частот вращения

Для рационального построения кинематики привода для каждого значения φ для коробок скоростей и подач есть допустимые значения характеристик.

Выбор оптимального ГЧВ.

1) Стремиться, чтобы передаточные отношения были в пределах от 1/4 до 2( ). Число интервалов между лучами в соответствии с таблицей 4.4 [1];

2) Для уменьшения крутящих моментов и массы деталей стремиться, чтобы лучи на ГЧВ на промежуточных валах занимали более высокое положение;

3) Желательно, чтобы число передач в группах уменьшалось от электродвигателя к шпинделю;

4) Не рекомендуется устанавливать на шпинделе станка 3 и более колес (прогиб шпинделя, вибрации). Колеса следует располагать ближе к передней опоре. Если есть одиночная передача, то ее лучше оставить на шпинделе;

5) При установке на валу коробки тормоза, муфт и т.д. не следует располагать на этом валу больше двух колес;

6) Требуемое число z привода нужно стремиться получить при меньшем числе групп передач (меньшем количестве валов, подшипников, отверстий в корпусе);

7) Желательно уменьшить номенклатуру колес, используемых в коробке.

Определение передаточных отношений в группах передач

Для определения передаточных отношений используются построенные график частот вращения.

Передаточное отношение передачи определяется выражением:

u = ^m (6)

где m – число интервалов между горизонталями, перекрытых лучами, соединяющими отметки частот вращения на соседних валах.

4.2.2.3 Определение чисел зубьев зубчатых колёс

Сумма чисел зубьев в каждой группе передач должна быть не больше 100…120. Модуль всех передач группы должен быть одинаковый (сумма чисел зубьев каждой передачи должна быть одинаковой). Минимальное число зубьев зубчатого колеса в передаче:

[Z_min] = 18…20 – для главного движения (лучше с 21);

[Z_min] = 16…17 – в приводе подач;

[Z_min] = 14 – для механизмов управления;

[Z_min] = 10…12 – для реечной шестерни.

Способы определения чисел зубьев.

1. Метод наименьшего кратного

При определении чисел зубьев исходят из постоянства межосевого расстояния и числа зубьев определяют по следующим формулам:

; ; ;

(7)

где z₁ и z₂ – числа зубьев ведущего и ведомого колес;

z₀ – сума чисел зубьев сопряженных колес;

f – числитель передаточного отношения;

g– знаменатель передаточного отношения;

K – наименьшее кратное сумм (f + g);

Е – целое число;

z_min= 18 – минимальное число зубьев.

Передаточные отношения заменяются отношением целых чисел, находится их сумма, и определятся наименьшее кратное этих сумм. Затем по целым числам и наименьшему кратному определяется число зубьев всех колес группы. Если минимальное число зубьев меньше допустимого значения, то вводится коэффициент коррекции. Это отношение допустимого минимального к наименьшему расчетному числу зубьев с округлением до ближайшего большего целого.

;

;

;

;

– наименьшее общее кратное.

[Z_min] = 18…20;

Z₁=21

Z₂=33

Z_наим = 7 К_кор = 3 Z₃=24

Z₄=30

Z₅=27

Z₆=27

2. Табличный метод

В зависимости от передаточного отношения i и суммы чисел зубьев в передаче по таблицам 4.3 [2] выбирают значения чисел зубьев.

3. Метод задания чисел зубьев по наименьшему зубчатому колесу в группе.

Самое маленькое колесо в группе передач спрятано за лучиком, который имеет наибольший перепад в группе (вниз или вверх). Если для главного движения, то число зубьев для колеса принимаем 21 (табл.4.5 [1]). Определяем Z₁.

Z_min = Z₁ = 21