5.4. Выбор структуры привода ступенчатого регулирования

ПГД станков могут строиться на основе следующих кинематических структур:

• простой множительной;

• с двухскоростным электродвигателем;

• множительной с перекрытием части ступеней;

• множительной c ломаным геометрическим рядом;

• со сменными колесами;

• сложенной.

Критериями выбора структуры являются сочетание значений диапазона регулирования, числа ступеней регулирования, значения знаменателя ряда частот вращения.

5.4.1. Пгд с простыми множительными структурами

ПГД, построенные по простым множительным структурам, состоят из ряда параллельных валов с зубчатыми колесами, так что передачи между двумя соседними валами образуют группу передач. Произведение чисел передач равно числу ступеней регулирования (числу скоростей) всего привода:

z = p_a * p_b * p_c ^* . . . p_z (4)

[x_a] [x_b] [x_c] [x_z]

В каждой группе передаточные отношения образуют геометрический ряд со знаменателем

φ_гр = φ ^х , (5)

где х – характеристика соответствующей группы передач.

Одна из групп передач принимается за основную (I) (ее характеристика х _I= 1), другая – за первую переборную (II) с характеристикой х_II = p_I , (p_I – число передач в основной группе), третья – за вторую переборную (III) с характеристикой х_III = p_{I *} p_II, (p_II – число передач в первой переборной группе), и т.д.

При выбранном конструктивном варианте привода (однозначном расположении сомножителей в формуле (4)) привод будет иметь различную кинематическую структуру в зависимости от того, какие характеристики будут присвоены группам передач.

Порядок расположения групп и их характеристики влияют на габариты привода. Анализ величин крутящих моментов на валах привода показывает, что наименьшие габариты привод будет иметь при условии p_a > p_b > p_c > . . . >p_z и x_a > x_b > x_c, т.е. при условии расположения большего количества передач ближе к входу привода и увеличении значений характеристик групп в том же порядке.

Пример. Для привода с z = 18 оптимальной будет структура

Z = 3 * 3 * 2 = 18

[1] [3] [9]

По условию минимальных габаритов ПГД на простых множительных структурах целесообразно строить при соотношениях кинематических параметров привода, указанных в таблице 3.

Таблица 3

Предельные значения кинематических параметров ПГД на простых множительных структурах

Предельные значения кинематических параметров привода	Значения знаменателя ряда φ
	1,12	1,26	1,41	1,58
Диапазон регулирования, R	57	50	45	40
Число ступеней регулирования, z	36	18	12	8
Характеристика последней переборной группы, xz	18	9	6	4

5.4.2. Пгд с двухскоростным электродвигателем

Структура привода с двухскоростным электродвигателем является частным случаем простой множительной структуры. Двухскоростной электродвигатель можно рассматривать как электрогруппу с числом передач р_э=2 и характеристикой х_э. Структурная формула такого привода имеет вид :

z = р_{э *} p_{a *} p_{b *} . . . p_z (6)

[x_э] [x_а] [x_b] [x_z]

Так как в ПГД применяются двухскоростные асинхронные электродвигатели с частотой вращения 750/1500, 1500/3000 об/мин, диапазон регулирования в пределах электрогруппы равен 2, т.е.

φ_э = φ ^Х_э =2, (7)

а характеристика электрогруппы х_э зависит от значения знаменателя ряда φ. При φ = 1,41 х_э=2, при φ = 1,26 х_э=3, при φ = 1,58 и 1,78 создание ПГД с двухскоростным электродвигателем невозможно.

Число передач основной группы у такого привода равно характеристике электрогруппы.

Пример. При z =12 и φ = 1,26 структурная формула привода имеет вид:

z = 12 = 2 * 3 * 2

[3] [1] [6]