Галашев. Станки
.pdf
Продолжение табл.1
№ |
Наименование |
Условное обозначение |
6Муфта фрикционная. Общее обозначение
7Тормоз. Общее обозначение
8Кулачок барабанный цилиндрический
9Шкив ступенчатый
10 Передача плоским ремнем
Продолжение табл.1
№ |
Наименование |
Условное обозначение |
11 Передача клиновым ремнем
12 Передача зубчатым ремнем
13 Передача цепью
Продолжение табл.1
№ |
Наименование |
Условное обозначение |
14Передача зубчатая цилиндрическая
15Передача зубчатая коническая
16Передача червячная
17Передача зубчатая реечная
18Передача винт-гайка качения
19Передача винт-гайка скольжения
Кинематическая схема изображается в контурах станка.
Для станков, у которых наряду с механическими передачами имеются гидравлические, пневматические и электрические устройства, составляют также соответствующие схемы.
Определение передаточных отношений и перемещений в различных видах
передач
Назначение механической передачи:
∙передавать движение в пространстве (между параллельными, пересекающимися или скрещивающимися валами);
∙изменять характер движения (из вращательного в поступательное и наоборот);
∙изменять направление движения (реверс);
∙изменять скоростной режим движения.
Для оценки характера изменения скорости и направления вращательного движения
введено понятие передаточного отношения.
Передаточным отношением (i) называют отношение частоты вращения (угловой скорости) ведомого вала передачи (n2) к частоте вращения (угловой скорости) ведущего вала (n1) передачи:
i = n2 / n1.
Принимают i > 0, если направление вращательного движения ведущего и ведомого звена совпадают по направлению, и i < 0, если они противоположны.
Передаточные отношения некоторых видов передач приведены в табл.2.
|
|
|
Таблица 2 |
Вид передачи |
Схема передачи |
Передаточное отно- |
Частота вращения ве- |
|
|
шение |
домого звена переда- |
|
|
|
чи |
Ременная передача |
i = n2 / n1 = d1 / d2 |
n2 = n1 * (d1 / d2) |
Цепная передача |
i = n2 / n1 = Z1 / Z2 |
n2 = n1 * (Z1 / Z2) |
Продолжение табл.2
Зубчатая передача |
i = n2 / n1 = Z1 / Z2 |
n2 = n1 * (Z1 / Z2) |
Червячная передача |
i = n2 / n1 = К / Zк |
n2 = n1 * (К / Zк) |
Для оценки передач, преобразующих движение из вращательного в поступательное, применяется линейная величина перемещения звена, движущегося поступательно, за 1 оборот вращающегося звена (табл.3).
Заметки на полях |
IN NATURA, лат. – в натуре |
|
|
|
|
||
|
|
|
Таблица 3 |
Вид передачи |
Схема передачи |
Перемещение посту- |
Обозначения элемен- |
|
|
пательного звена |
тов |
|
|
|
Z - число зубьев ко- |
|
|
l = Z * p = Z * π * m |
леа; |
Реечная передача |
|
p - шаг зубчатого за- |
|
|
|
|
цепления; |
|
|
|
m - модуль зубчатого |
|
|
|
зацепления. |
|
l = Z * pв |
Z - число заходов |
Передача винт-гайка |
винта; |
|
|
|
pв - шаг винта. |
Передаточные отношения кинематических цепей. Расчет частоты враще-
ния и крутящих моментов
Для определения общего передаточного отношения кинематической цепи (iобщ) необходимо перемножить между собой передаточные отношения отдельных передач, входящих в эту кинематическую цепь:
iобщ = i1 * i2 * ... * ik.
(Дополнительное напоминание: кинематическая цепь образуется непрерывной цепочкой последовательных передач, но никак не параллельных).
Крутящий момент на шпинделе (Мшп) определяют по формуле: Мшп = Мэд * η / iобщ или Мшп = 9560 * (Nэд / nэд) * (η / iобщ),
где Мэд - момент на двигателе, Н * м;
η - коэффициент полезного действия кинематической цепи; Nэд - мощность на двигателе, кВт;
nэд - частота вращения двигателя, мин-1.
Пример.
Определить общее передаточное отношение привода, частоту вращения шпинделя и крутящий момент на нем. Данные для расчета приведены на схеме (рис.).
Рис. Кинематическая схема привода главного движения станка. Решение.
iобщ = i1 * i2 * ... * ik = (Z1 / Z2) * (Z3 / Z4) * (Z5 / Z8) * (Z7 / Z10) nшп = nэд * iобщ = 950 * 1,06 = 1003 (мин-1).
Мшп = 9560 * (Nэд / nэд) * (η / iобщ)
Ряды частот вращения шпинделей, двойных ходов и подач в станках
У станков с вращательным главным движением частота вращения шпинделя равна: n = 1000 * V / (π * d),
где
V - скорость резания, м / мин; d - диаметр заготовки, мм.
Из теории резания известно, что для достижения наилучшего результата при обработке различных материалов нужны разные скорости резания. Поэтому станки должны обеспечивать изменение скоростей резания от Vmin до Vmax , а значит от n min до n max.
Этот перепад частот вращения шпинделя оценивается диапазоном регулирования D: D = n max / n min.
Для станков с бесступенчатым регулированием частоты вращения можно установить оптимальное значение n, но большинство станков имеет ступенчатое регулирование частоты. В пределах диапазона D (от n min до n max) промежуточные частоты можно установить поразному (арифметический ряд, геометрический ряд...). Однако не все возможные ряды промежуточных значений равноценны. Наиболее рациональным для применения в станкостроении является геометрический ряд, в котором каждая последующая частота отличается от предыдущей в ϕ - раз (где ϕ - знаменатель ряда геометрической прогрессии).
Главное преимущество геометрического ряда - постоянство максимальной относительной потери скорости для всех интервалов частот вращения: A = (nk - nk - 1) / nk = const.
Геометрический ряд частот вращения шпинделя со знаменателем ряда ϕ будет иметь
вид:
n1 = n min
n2 = n1 * ϕ
n3 = n2 * ϕ = n1 * ϕ2 n4 = n3 * ϕ = n1 * ϕ3
................................