Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (831033), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Участки стойки, находящи-2.3. Привод главного дви:женuя59еся ближе к шпиндельной бабке, нагреваются всегда больше, чем удаленныеот нее. Неравномерный нагрев стенок стойки вызывает ее искривление и, какрезультат, нарушение заранее заданного взаимного углового положения осишпинделя и плоскости стола.В станке с горизонтальной осью шпинделя наиболее нагретой детальюявляется станина, в отсеках которой расположен бак гидросистемы станка суправляющей гидроаппаратурой.
Нагрев станины чаще всего равномерный итемпературные деформации небольшие. Но теплота, поступающая от станины в колонну, распределяется неравномерно, вызывая деформации, приводящие к нарушению заданного углового положения оси шпинделя и плоскостистола.Способы снижения температурных деформаций корпусных деталей следующие: уменьшение нагрева корпусных деталей; выравнивание температурного поля; использование материалов с низким коэффициентом линейного расширения.2.3. ПРИВОД ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ2.3.1. Приводысо ступенчатым регулированием частоты вращенияВ станках общего назначения без ЧПУ применяют приводы со ступенчатым регулированием частоты вращения. Кинематические возможности привода можно оценить по диапазону регулированияD,определяемому как отношение максимальной к минимальной частоте вращения шпинделя п илиподачеS:D = nшах lnmin или D = Srnax /Smin.ЗначениеDвыбирают в зависимости от размеров обрабатываемых деталей и применяемых режимов резания.
При главном вращательном движениичастота вращения шпинделя связана со скоростью резания и диаметром обрабатываемой заготовки выражениемn = 1 ОООv/(пdзаг).Для современных универсальных станков диапазоны регулирования главного движенияD = 10 .. .200.При ступенчатом регулировании в диапазоне от nшin дообеспечен ряд n 1, n2, ... ,частот вращенияznz. В= 18 . .. 36,nmaxдолжен бытьсовременных коробках скоростей обычно числоа число подач значительно выше. В коробкахскоростей и подач, когда не требуется обеспечение точного передаточногоотношения, наиболее целесообразно применять геометрический ряд частотвращения.Приведем основные зависимости геометрического ряда (геометрическойпрогрессии) со знаменателем <р:k-ln1; n2 = n 1<p; ...
; nk = nk-I(f) = n1<pмаксимальная частота вращения nz = п 1<pz- I;члены ряда602.Проектирование станковдиапазон регулирования D = nzln 1= q,z-I;знаменатель геометрического ряда q> =z-1fj;число скоростей z = lg D/lg q, + 1.Для геометрического ряда со знаменателем q>постоянен перепад А скоростей (частот) :А=(n;+1- n;)/n;+1 = (1 - l /q,)· 100 % = const.Величина А показывает возможный процент потери скорости резания поотношению к требуемой при ступенчатом регулировании. Геометрическийряд удобен не только тем, что обеспечивает постоянный перепад скоростей,но и тем, что на его основе можно проектировать сложные коробки скоростейи подач, состоящие из промежуточных двухваловых передач, также постро енных по геометрическому ряду .У приводов со ступенчатым регулированием частоты вращения шпинделячисла двойных ходов и подачи построены по геометрическому ряду, причемих значения и знаменатель прогрессии стандартизированы, что значительнооблегчает проектирование приводов.В основу выбора стандартных значений знаменателя геометрической прогрессии (j)ст положены следующие три принципа:1) получение различных рядовиз стандартного ряда со знаменателем q>min.При условии выбора ряда с некоторым наименьшим значениемq, = (j)minвсеостальные ряды получаются из этого ряда, если брать его члены через один;2)удесятерение чисел ряда.
Если в стандартном ряде имеется член п 1 , тонеобходимо, чтобы через х ступеней встретился член nx+I=10п 1. Это условиепозволяет построить таблицы стандартных значений частот вращения в интервале1 ... 10 об/мин и, умножая их на 10, 100 и т. д., получить частотывращения для других интервалов, т. е. q>={/10 (поскольку nx+1l n 1 = 10, ноnx+l= n1q>x);3)удвоение чисел ряда. Если в стандартном ряде имеется член п 1 , тонеобходимо, чтобы через у ступеней встретился член ny+I=2п 1 • Этот принцип удобен как для построения таблиц, так и в случае применения в коробкахскоростей двухскоростных (многоскоростных) электродвигателей с отноше-нием синхронных частот вращения, равным двум, т.
е. q> = ✓2.Желательно, чтобы последние принципы соблюдались одновременно, т. е.q>={/10 = ✓2или_!_ lg10=_!_ lg2.хТогда у =x1g 2 = х· О,30103у~ О,3х. Для стандартного знаменателя геометрического ряда принято х = 40 и у= 12, т. е. <i>min = 1,06 = 4m = 1#2. Знаменателиостальных рядов получают возведением <i>min в степень п (табл. 2.1).2.3.
Привод главного дви:женuяТаблица612.1Стандартные знаменатели рядов и их параметры при ступенчатомрегулированииQ)стпхуА, %1,061,121,261,411,581,7821246810124020106,66543,33126321,51,215102030404550В станкостроении стандартизованы также частоты вращения. Посколькуряд частот вращения целесообразно начинать с п 1 = 1 мин- 1 , то все остальныеk-1значения должны б ьпь кратны знаменатеmо прогрессии <р, т.
е. nk = п,<р== <pk-I. Причем принятая частота вращения не должна отклоняться от стандартной более чем на ±lO(<p- 1) %.2.3.2. Графоаналитическийметод расчета приводовсо ступенчатым регулированиемДля облегчения кинематических расчетов сложных коробок скоростей иподач применяют графоаналитический метод, который заключается в изображении частот вращения и передаточных отношений в виде так называемыхграфиков частот вращения и структурных сеток (рис.При передаточном отношенииi< 1 -i> 12.9).передача будет ускорителыюй, призамедлительной.
Если ведущий вал имеет некоторую постояннуючастоту вращения nвщ= const,а частоты вращения ведомого вала составляютгеометрический ряд со знаменателем <р, то=--=-=-=iz-1 1=-=iz<рСледовательно, передаточные отношения, необходимые для полученияэтих частот вращения, также образуют геометрический ряд со знаменателем <р. Для удобства расчетов передаточные отношения выбирают равнымиили кратными значениям знаменателя стандартного ряда i = <pk (где k - целоечисло), напримерi = 1,06; 1,41; 2; 2,51и т. д.График частот вращения строят следующим образом:1) для каждого вала коробки скоростей приводят свою шкалу частот вращения, на которой точками отмечают их число;2)на каждой шкале частоты вращения указывают в логарифмическоммасштабе, поэтому геометрический ряд частот вращения представляют в виде точек, расположенных между собой на одинаковом расстоянии (чем пра-622.Проектирование станков----------------------------- I12 3 4 5 6баiвщlIiвщшIVi5i42 3 4 5 61.<р 31 2 3 4 5 6JвгРис.2.9.
Схема коробки скоростей с z = 2·3 = 6щения (6) и варианты структурных сеток (в, г)(а), график частот вравее точка, тем выше частота вращения); расстояние между соседними частотами равно с:р;3)передаточные отношения изображают линиями, соединяющими точкисоответствующих частот вращения соседних валов.Наклон линии отражает характер передачи: вправо(i > 1), влево - замедлительная (i < 1); параллельныеi = 1, т. е.
передаточное отношение постоянное.-ускорительнаялинии означают, чтоПо графику легко проследить изменение частот вращения на шпинделе.Передача от электродвигателя к валуIIзамедлительная. Далее блок из трехшестерен сообщает три различные частоты вращения валуIII.На графикевидно, что соответствующие им передаточные отношения будутi1= 1;Передача от вала Ш к валуi2IV= 1 /с:р; i3 = 1 /с:р2 .осуществляется двумя парами шестерен спередаточными отношениями i4 и i 5 • На графике i4= <р -ускорительная передача, которая может быть включена при любой частоте вращения валаIII,что обозначено параллельными линиями. Шпиндель получает частоты вращения n4, п 5 , щ, вместе с которыми три другие частоты вращения п 1, п2 , п 3должны составлять геометрический ряд. Как видно на графике, для этого2необходимо, чтобы i5 = 1 /с:р • Требуемый геометрический ряд частот вращенияна шпинделе можно получить несколькими вариантами. Конструктор должен2.3.
Привод главного дви:женuя63выбрать лучший из них, которому соответствуют меньшие габаритные размеры коробки скоростей и более благоприятные кинематические и динамические характеристики. Для этого строят структурную сетку, которая в отличиеот графика частот вращения всегда симметрична.По структурной сетке (см. рис.2.9,в) можно установить только соотношение между передаточными числами, но не их значения :i1 : i2: iз= <р;..14: ls= <р3.Структурная сетка, которая дает менее полные кинематические характеристики коробки скоростей, нужна для того, чтобы сначала выбрать структурный вариант, а затем переходить к построению графиков частот вращения.
Так, для одной и той же коробки скоростей на рис.2.9, г изображены дваварианта структурной сетки, обеспечивающие геометрический ряд частотвращениянашпинделе,однакопередаточныеотношенияпромежуточныхдвухваловых передач будут у них отличаться:.••11 : 12: lз= <р2 ; i4: is = <р.IIтr23 4567 8Рис.
2.10. Вариантыcz=3·2·2=129 10 11 122структурных3 4сетокдля5 67 89 10 11 12коробкискоростейДля построения структурных сеток следует пользоваться следующимиправилами:1) число рвариантов структурных сеток равно числу п перестановок промежуточных двухваловых передач,р = п!. Например, прир= 6;z = 3·2 = 6п =входящих в2ир =2,коробку скоростей, т.
е.а приz = 3·2·2 = 12п =3и642.2)Проектирование станковдля построения вариантов структурных сеток необходимо все промежуточные передачи разделить на группы1, 11, 111и т. д. Лучи группыструктурной сетке расходятся на расстояние q>, группы111 -на (j)z,zн , группыIV -на (j)z,zнzш и т. д., гдеz1,11 -zп, zш,на <pz1zrv -,Iнагруппычисло лучей в соответствующей группе.На рис.2.10приведены шесть вариантов структурных сеток, когда промежуточным двухваловым передачам последовательно присваивают номерагрупп1- 111.Для коробок скоростей станков, где происходит уменьшение частотывращения от ведущего (приводного) вала к ведомому (шпинделю), чащелучшим является первый вариант с веерообразной схемой. Скоростные зубчатые колеса в этом случае имеют меньшие размеры, так как при данноймощности они будут передавать меньшие крутящие моменты. Поэтому веерообразная схема будет соответствовать более компактной коробке скоростей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
