5.8. Построение графика частот вращения

Исходными данными для построения ГЧВ являются все значения частот вращения на выходе ПГД, кинематическая схема ПГД с указанием расположения одиночных передач, число оборотов электродвигателя, СС.

По условию (22) допустимое число интервалов, на которое могут расходиться лучи на ГЧВ при данном значении знаменателя ряда, ограничивается значениями, приведенными в таблице 6.

Последовательность построения ГЧВ рассмотрим на примере привода, имеющего СС согласно рис.8.

а) Строится поле ГЧВ аналогично полю СС с числом горизонтальных линий по числу валов привода;

Таблица 6

Допустимое число интервалов расхождения лучей на ГЧВ

Передача	Число интервалов при значении φ
	1.06	1.12	1.26	1.41	1.58	1.78	2.0
Понижающая	24	12	6	4	3	2	2
Повышающая	12	6	3	2	1	1	1

б) на нижней горизонтальной линии (выходной вал привода) слева направо наносятся точки cо значениями частот вращения выходного вала от n₁ до n _z;

в) на верхней горизонтальной линии (вал электродвигателя) отмечают точку, соответствующую номинальной частоте вращения вала электродвигателя n_эдв;

г) проводится ряд лучей от точки n = 40 на валу VII к точке на валу I, выдерживая условие, что число интервалов, перекрываемых лучами, не превышало значений таблицы 6; эти лучи образуют левый край ГЧВ.

Далее согласно СС достраивают ГЧВ так:

- между валами II и III к левому лучу пристраивают вправо 2 луча, концы которых отстоят на 1 интервал;

- между валами III и IV к левому лучу пристраивают вправо 1 луч, конец которого отстоит на 3 интервала;

- из точек на валу IV проводят: согласно левой части СС 6 вертикальных лучей до вала VII; 6 лучей влево на вал V, расходящихся на допустимое число интервалов (при φ = 1.41 это число равно 6);

- из левых 6-ти точек V вала проводят до вала VI по 2 луча, расходящихся на 6 интервалов: правый луч вертикально, левый луч – через 6 интервалов;

- из левых 12 точек вала VI проводят вертикальные лучи до вала VII.

Правильность построения ГЧВ в этом случае проверяется по отсутствию пробелов и перекрытия на выходном валу. Полученный ГЧВ показан на рис.9.

Рис.9. График частот вращения ПГД со сложенной структурой

На рис. 10 показан ГЧВ для ПГД со сменными колесами, построенный по схеме рис.3.

В отличие от СС график частот вращения (ГЧВ) дает абсолютные значения передаточных отношений во всех передачах и частот вращения на всех валах при различных вариантах включения передач.

Рис.10. График частот вращения ПГД со сменными колесами

На ГЧВ понижающая передача изображается лучом, направленным сверху вниз налево, с передаточным отношением u = φ^-n, а повышающая передача изображается лучом, направленным сверху вниз направо, с передаточным отношением u = φⁿ, где n – число интервалов, перекрываемое данным лучом.

5.9. Расчет чисел зубьев зубчатых колес

Расчет чисел зубьев ведут по группам передач. В пределах каждой группы передач сумма чисел зубьев сопряженных колес должна быть одинаковой (что имеет место при одном модуле) и по условию наименьших габаритов привода не должна превышать 120.

Из ГЧВ получают передаточные отношения каждой передачи группы.

Один из вариантов расчета чисел зубьев следующий:

- согласно КС назначается число зубьев наименьшего колеса в группе передач z₁; оно должно быть не меньше 17;

- определяется число зубьев сопряженного с ним колеса z₂ ;

- подсчитывается сумма зубьев данной группы: z₁ : z₂ = ∑z;

- число зубьев колес второй передачи группы получается из решения системы уравнений

z₃ : z₄ = u₂

z₃ + z₄ = ∑z (24)

Аналогично определяется число зубьев колес третьей передачи и т.д.

При этом следует учесть возможность размещения зубчатого колеса на валу. Для этого необходимо предварительно определить диаметр вала по формуле:

d = 0.35 (Т_р)^1/3 (25)

Как правило, входной вал привода имеет диаметр, примерно равный диаметру вала электродвигателя.

Пример. Из ГЧВ получены следующие значения передаточных отношений для передач группы: u_min =0.5, u_ср = 0.633, u_max = 0.794. Определить числа зубьев колес данной группы.

Решение. Примем: u_min=z₁:z₂; u_ср=z₃:z₄; u_max=z₅:z₆. Зададим число зубьев наименьшего колеса z₁=20. Тогда z₂= z₁ / u_min = 20/0.5=40; ∑z=20+40=60. Составим систему уравнений: z₃:z₄ = 0.633; z₃ + z₄ =60; z₅:z₆ = 0.794; z₅ + z₆ =60; Решая систему, получаем: z₃=23; z₄=37; z₅ =27; z₆=33.

Числа зубьев можно определить и другими способами [4,5]. Полученные значения чисел зубьев наносят на КС и проверяют получаемые значения частот вращения на выходе ПГД. Для этого составляют уравнения кинематического баланса для всех вариантов включения передач и подсчитывают фактические значения частот вращения шпинделя n_факт от минимального до максимального_.. Значения n_факт сопоставляют со значениями нормального ряда. Отклонения не должны превышать значения:

(n_факт – n_норм)/ n_норм = ±10(φ – 1)% (25)

В случае невыполнения условия (25) значения чисел зубьев колес изменяются при сохранении суммарного их значения в группах передач.