6. Ряды частот вращения шпинделя при ступенчатом регулировании скорости. Диапазон регулирования привода. Знаменатель ряда частот, его стандартные значения.

При ступенчатом регулирований от минимальной чатстоты вращения до мах необходимо обеспечить ряд промежуточных значений .

В КС (коробка скоростей) наиболее целесообразно применять ряд геометрический это впервые было доказано в 1876 российским академиком А.В.Гадовиным.

Расположение частот вращения по геметрическому ряду даст возможность сократить постоянный переход скорости и обеспечить работу станка в равноценных эксплуатацоинных условиях на всех участках диапазона частот.

Геометричекий ряд

_{z-число ступений частот вращения.}

_{С помощью геометрического ряда можно спроектировать сложные коробки скоростей состоящие из элементарных двухфазовых передач.}

_{Знаменатели геометрического ряда:}

• _{1.06; 1.12; 1.26; 1.41; 1.58; 1.78; 2.0 .}

• _{1.06–имеет вспомогательное значение}

• _{1.12–при проектирование автоматов и тяжелых станков, корда требуется точная настройка на заданные режимы резания .}

• _{1.26 ,1.41 –при проектирование универсальных станков сверлильных, фрезерных, токарных.}

• _{1.58,1.78- при проектирование станоков настройка которых не требует высокой точности.}

• _{2.0- имеет вспомогательное значение.}

8. Требования, предъявляемые к приводам главного движения.

1.Возможность изменение частоты вращения или скорости прямолинеиного движения в пределах заданного диапазона.

2.Возможность изменение напрвления движения.

3.Передачу требуемой мощности в пределах всего или части диапазона.

4.Получение max заданного усилия на режущем инструменте плавность и отсуствие вибраций под нагрузкой.

5.Сохранность постоянства настроенных частот вращения или скорости движения независимо от нагрузки.

6.Плавность движения и отсуствие вибраций при работе под нагрузкой.

8. Приводы с последовательно-соединёнными групповыми передачами. Характеристика групповой передачи. Формула привода.

Характеристика групповой передачи. Формула привода.

Называеться совокупность передач связывающие вращение двух соседних валов

Группы передач характеризуються 2 показателями:

• 1.Число передач

• 2.Передаточное отношение.

Структура с последовательным расположением кинематической цепи групп передач называеться множительной.

Общее число ступеней частот вращения =произведению чисел передач в каждой из групповой передач множительной структуры.

Из всех передач последовательно расположенных вдоль кинематической цепи одна должна быть основной.

Основной- называют первую в кинематической цепи образующую в начальный ряд частот вращения.

Остальные группы передач называют переборными .

Переборные группы служат для размножения ряда на весь требуемый диапазон частот вращения выходного вала.

Характеристика груповых передач

Значение характеристики групповой передачи численно равно числу передач кинематической предшествующих данной группе.

8. Аналитический метод определения передаточных отношений. Предельные передаточные отношения элементов кинематической цепи.

Предельные передаточные отношения элементов кинематической цепи.

Для несложных коробок скоростей расчет проще производить аналитическим методом, сущность которого рассмотрим на примере коробки скоростей, изображенной на рисуноке 2.1.

Число оборотов шпинделя (вала III) при различных положениях, блоков z4 —z2 —z6 и z7— z9 будет

Число оборотов n входного вала I принимается равным

n = nmахφx,

где nmax- верхний предел регулирования;

φ - знаменатель ряда;

х - целое число, может быть положительным, отрицательным и равным нулю.

Примем для простоты х=0, тогда для нашего случая

n = n6.

Учитывая это, из зависимости (17) имеем

.

На этом основании можем принять

Из зависимости (16) следует

Имея в виду, что , получим .

Таким же образом при решении зависимости (15)определим ,

и, наконец, из зависимости (14) следует .

В итоге передаточные числа зубчатых колес для рассмотренном схемы будут иметь следующие значения:

В общем случае, когда х не равно нулю (х ≠ 0),

Здесь а и b показатели степени, причем а + b = х. Анализ полученных зависимостей показывает, что для получения геометрического ряда чисел оборотов при одновременной стандартизации числа зубьев в различных коробках с одним и тем же φ желательно, чтобы передаточные числа отдельных пар зубчатых колес были выражены через знаменатель ряда φ

Предельные передаточные отношения элементов кинематической цепи

Воизбежание больших размеров колес а следовательно больших размеров КС и КП. Практикой установлен следующие ограничения на передаточные отношения.

• для КС с прямозубыми колесами предаточное отношение От 1.4 -до 2.0

• для КС с косозубыми колесами передаточное отношение от 1.5 до 2.0

8. Последовательность кинематического расчёта коробок скоростей и коробок подач.

8. Графоаналитический метод кинематического расчёта.

Метод заключается в графическом изображении структурной сетки, и далее построении графика частот вращения.

8. Построение структурной сетки.

8. Построение графика частот вращения.

Последовательность построения графика частот:

1. проводим столько вертикальных линий, сколько валов имеет привод, включая вал электродвигателя;

2. проводим на равных расстояниях столько горизонтальных линий, сколько ступеней частот вращения охватывает диапазон регулирования;

3. строим нижнюю ветвь графика – т.н. линию наименьших передаточных отношений. При этом учитывают табл. ограничений на число пересекаемых интервалов отрезком изображающим передачу.

   i\ φ	1,06	1,12	1,26	1,41	1,58	1,78	2,0
   imin≥ 1/4	24	12	6	4	3	2	2
   imax≤ 2	12	6	3	2	2	1	1

4. дальнейшие построения ведутся в соответствии со структурной сеткой для каждой группы. Расстояния между концами отрезков также равны характеристике.

5. по графику частот вращенияопределяем передаточное отношение по формуле:

где знак «+» берется в том случае, если передача направлена вверх, знак «-» если вниз;

S – число интервалов, которые пересекают отрезок изображающий передачу.

8. КС с двухскоростным электродвигателем.

8. Приводы, отличающиеся от нормальной множительной структуры: с частичным перекрытием частот вращения.

– число передач последней групповой передачи;

– число на которое перекрываем;

– число ступеней после перекрытия;

– число ступеней на которое уменьшится диапазон частот.

Перекрытие создается посредством искусственного уменьшения характеристики последней групповой передачи.

8. Приводы, отличающиеся от нормальной множительной структуры: с выпадением частот вращения.

Выпадение частот вращения обеспечивается за счет уменьшения характеристики промежуточной групповой передачи.

18 Приводы, отличающиеся от нормальной множительной структуры: с ломаным геометрическим рядом.

Метод с ломаным геометрическим рядом. Можно получить за счет увеличения характеристики промежуточной групповой передачи, а лучше основной группой.

Пример:

19 Множительные механизмы со сложенной структурой.

КС со сложенной структурой.

Обычно структура, состоящая из одной кинематической цепи, является наиболее простой, однако в ряде случаев, когда требуется увеличить диапазон регулирования, создать простой привод на базе обычной структуры весьма затруднительно. В это случае используют множительные структуры – это структуры состоящие из двух и более кинематических цепей, каждая из которых является обычной множительной. Одна из этих цепей короткая и предназначена для получения высоких частот вращения, другая – длинная – для низких частот вращения.

Общее число ступеней определяется из формулы:

,

где - число кинематических цепей первой и второй ступеней.

Если цепи имеют одинаковые группы по числу передач и характеристики, то их можно объединить в общую цепь.

Наиболее распространенные принципиальные схемы сложенных структур.

Верхнюю область регулирования частот вращения шпиндель получает от основной структуры и предает движение на шпиндель через зубчатую пару или муфту. Нижнюю область регулирования частот обеспечивают последовательным соединением структур и посредством соединительной передачи.

Плюсы сложенных структур:

1. Обеспечение большого числа ступеней и широкого диапазона регулирования.

2. Повышенный КПД привода за счет того, что высокие частоты передаются короткими кинематическими цепями.

3. Возможность получения любого значения z.

Особые множительные структуры(омс).

В качестве омс используют КС со сменными зубчатыми колесами.

Плюсы:

1. Малые осевые размеры.

2. Конструктивно не ограниченное число передач в группе.

3. Как правило, настройка производится только в одной группе передач, что исключает или упрощает структуру механизма переключения передач.

4. Исключение аварийности переключения передач

Минусы:

1. Возможны утечки масла в зоне стыка крышка-корпус.

2. Значительные затраты время на смену колес