2. Определение минимальной частоты вращения привода

Ориентируясь на максимальную частоту вращения шпинделя станка – прототипа , определяем минимальную частоту проектируемого привода

Пользуясь нормальным рядом чисел в стакостроение [4, стр.5], выписываем ряд частот вращения шпинделя:

n = 31,5 – 45 – 63 – 90 – 125 – 180 – 160 – 250 – 355 – 500 – 710 – 1000 – 1400 – 2000.

По каталогу электродвигателей [4, стр. 7.1] находим модель и мощность приводного электродвигателя:

Трёхфазный асинхроный двигатель

Типоразмер двигателя 4А132S4У3

Мощность

Частота вращения

3. Структурная сетка

Для определения передаточных отношений используется графоаналитический метод, а основе которого лежит последовательное построение структурной сетки и графика частот вращения.

Структурная сетка позволяет графическим путём найти налучшиё вариант переключения передач, соответствующий их минимальным габаритам, а также является вспомогательным инструментом для построения картины частот вращения.

Для облегчения построения структурной сетки разработаем упрощенную кинематическую схему привода (рис.1).

Рис.1. Упрощенная кинематическая схема.

Строим структурную сетку (рис.2) для найденной структурной формулы.

Рис.2. Структурная сетка.

По структурной сетке можно определить:

1. Число частот вращения на каждом валу коробки передач.

2. Число групп передач в структуре и порядок их конструктивного расположения.

3. Число передач в каждой группе.

4. Характеристики групп передач.

5. Диапозон регулирования передаточных отношений в каждой группе передач.

4. Кинематическая схема привода главного движения

Строим кинематическую схему (рис.3):

Рис. 3. Кинематическая схема.

Картина частот вращения

График частот вращения служит для определения частных и общих передаточных отношений.

При построении картины частот вращения необходимо стремиться к тому, чтобы минимальные частные передаточные отношения в группах уменьшались от электродвигателя к шпинделю, но не были меньше допустимого минимального частного передаточного отношения что для заданного знаменателя ряда составляет Откуда , где а – число клеток на графике частот вращения между началом и концом луча, обозначающего какую-либо передачу с минимальным передаточным отношением в любой группе. С учётом сказанного, общее передаточное минимальное отношение можно разбить на частные минимальные передаточные отношения следующим образом:

Строим график частот вращения для этого случая (рис.4):

Рис. 4. График частот вращения

5. Определение численных значений передаточных отношений

По рис.4. рассчитываем частные передаточныйе отношения, выразив передаточные отношения зубчатых передач в виде простых дробей:

3. Определение расчётных крутящих моментов на валах коробки скоростей.

Для уменьшения габаритов привода рекомендуется ограничить передаваемую мощность на шпинделе критической частотой вращения n_p, котороая принимается равной частоте вращения верхней ступени нижней трети диапозона регулирования частот вращения шпинделя [4, стр.39] то есть для нашего случая n_p= n₃=63мин^-1.

Эффективная мощность на шпинделе, кВт:

N_e=N∙_пр,

где N=7,5кВт – мощность электродвигателя;

 =0,89 – условный расчетный КПД привода;

N_e=N∙_пр,=7,5∙0,89=6,675 кВт;

Мощность привода ограничена крутящим моментом:

Определим расчетные крутящие моменты на валах.

6 вал:

5 вал:

Определим М_кр на V валу при n=180 мин^-1.

4 вал:

Определим М_кр на IV валу при n=500 мин^-1 и n=250 мин^-1.

3 вал:

Определим М_кр на II валу при n=500 мин^-1.

2 вал:

Определим М_кр на II валу при n=1000 мин^-1.

1 вал:

Определим М_кр на I валу при n=1400 мин^-1.