4. Кінематичний розрахунок приводу головного руху

Привод головного руху – це сукупність механізмів, які забезпечують кінематичний зв’язок (передавання руху) від джерела руху до виконавчої ланки, яка виконує головний рух. Привод головного руху складається з джерела руху, органів настроювання та виконавчої ланки. Привод повинен бути максимально простим, містити мінімальну кількість механізмів і при цьому всі вали повинні бути паралельними один до одного.

У верстатобудуванні існує два методи розрахунку передаточних відношень: аналітичний та графоаналітичний. На практиці використовується графоаналітичний метод, тому що він простий та має більшу наглядність, але його розуміння витікає із аналітичного методу.

1. Графоаналітичний метод розрахунку приводу головного руху

Коробка швидкостей має структурну формулу приводу шпинделя і таким чином забезпечує дев’ять частот обертання шпинделя.

Знаменник ряду швидкостей φ=1,41.

Позначимо передаточні відношення всіх передач наступним чином:

постійна передача ;

1 група ; ;;

2 група ; ; .

Проведемо аналіз можливих варіантів порядку переключення передач для послідовності отримання значень частот обертання шпинделя.

Визначаємо кількість можливих варіантів

,

де m – число груп передач.

Для кожного з цих варіантів запишемо розгорнуті структурні формули:

1 варіант - ;

2 варіант - .

Для кожного з цих варіантів будуємо структурні сітки. Визначаємо діапазон змін передаточних відношень і перевіряємо на виконання двох умов:

а) можливість конструктивного виконання;

б) можливість отримання мінімальних габаритів за умови конструктивного виконання.

Перевіряємо перший варіант

Визначаємо діапазон змін передаточних відношень

Перевіряємо цей варіант на виконання двох умов:

а) - умова виконується;

б) << - умова виконується.

Перевіряємо другий варіант

Визначаємо діапазон змін передаточних відношень

Перевіряємо цей варіант на виконання двох умов:

а) - умова виконується;

б) <> - умова не виконується.

Порівняння показує, що найкращим є перший варіант, у якому 1 група є основною, а друга – першою переборною, і для нього будуємо графік частот обертання шпинделя:

При побудові графіка частот обертання шпинделя задаємося точкою n₀ в межах вищих ступенів, наприклад .

Визначимо загальне мінімальне передаточне відношення, яке дорівнює

Розбиваємо степінь при φ між мінімальними передаточними відношеннями таким чином, щоб задовольняло двом вимогам:

1) ;;

2) >

Приходимо до висновку, що степінь при φ не вдається розбити таким чином щоб задовольняло двом вимогам. Це означає, що положення точки n₀ обрано не вірно. Необхідно зменшити степінь при φ, для цього необхідно змістити точку n₀=n₈. В цьому випадку при φ буде степінь 7. Розбиваємо степінь при φ між мінімальними передаточними відношеннями

; .

На основі отриманого графіка запишемо передаточні відношення всіх передач за групами:

постійна передача ;

1 група ;; ;

2 група ;;.

Таким чином отримані передаточні відношення що відповідають двом умовам.