Определение количества ступеней скоростей движения ведомого звена

Конкретные значения ступеней скоростей движения ведомого звена определяют путём последовательной подстановкой в уравнение кинематического баланса значений передаточных чисел цепи.

Максимальные и минимальные значения можно определить не вычисляя весь ряд скоростей движения ведомого колеса. Для определения в уравнение кинематического баланса подставляют передаточные числа звеньев цепи с максимальной или минимальной переменной частью соответственно.

Для рассматриваемой коробки скоростей (рисунок 5.2) уравнение кинематического баланса, определяющее максимальное значение частоты вращения шпинделя.

n_шп.max=_∙n_{эд .}

Уравнение кинематического баланса, определяющее минимальное значение частоты вращения шпинделя:

n_шп.min=_∙∙∙∙n_эд.

При частоте вращения вала электродвигателя (n_дв=1460 об/мин) получим:

n_шп.min=235 об/мин; n_шп.max=2060 об/мин.

Кроме абсолютных значений минимальной и максимальной частоты вращения ведомого звена, важной характеристикой является их отношение, называемое диапазоном регулирования частот вращения ведомого звена:

D_p=;

Коэффициент геометрического ряда частот вращения шпинделя:

φ=,

где к_n – количество передач, анализируемой цепи.

Общая методика настройки кинематических цепей металлорежущих станков

Настройка цепи в металлорежущих станках осуществляется при помощи механизмов настройки (коробок подач или скоростей) или сменных механизмов.

Под настройкой кинематической цепи понимается определение по исходным данным передаточного числа цепи, обеспечивающего необходимую скорость ведомого звена. Кинематические характеристики цепи, необходимые для настройки, берутся из паспорта станка или определяются в результате анализа этой цепи. Как правило, расчетные значения не соответствуют паспортным данным передаточных чисел механизмов настройки станка. Допустимая величина погрешности настройки зависит от назначения цепи и вида обработки. Например, при точении допустимая погрешность настройки цепи подачи существенно выше, чем при нарезании резьбы.

Рекомендуемая последовательность настройки кинематической цепи следующая: по данным режима резания определяется требуемая скорость движения ведомого звена; рассчитывается величина переменной части общего передаточного числа настраиваемой цепи, обеспечивающая требуемую скорость движения ведомого звена; определяются все значения переменной части общего передаточного числа настраиваемой кинематической цепи; сопоставляя все значения переменной части передаточного числа с расчетным, выбирается вариант кинематических связей, обеспечивающих требуемую скорость движения ведомого звена.

Рассмотрим методику настройки кинематической цепи металлорежущего станка на примере коробки скоростей (рисунок 5.2).

Исходные данные: скорость резания V=100 м/мин, диаметр обрабатываемой заготовки d=55 мм, частота вращения вала электродвигателя n=1450 мин^-1.

Задание: необходимо определить вариант кинематических связей в коробке скоростей для получения заданной скорости резания.

1. Определим требуемую частоту вращения шпинделя

n_шп=, мин^-1; n_шп== 580 мин^-1

2. Из уравнений (5.1) и (5.2) рассчитываем переменную часть общего передаточного числа кинематической цепи коробки скоростей:

U’_рас= ==

3. Из уравнения (5.3) и (5.4) определяем значение переменной части общего передаточного числа кинематической цепи коробки скоростей:

U’₁=0.49; U’₂=0.78; U’₃=0.3; U’₄=1.62; U’₅=2.62; U’₆=1.0

4. Сопоставляя значения переменных частей передаточного числа коробки скоростей с расчетным значением, выбираем вариант кинематических связей, обеспечивающих ближайшую меньшую к требуемой частоте вращения шпинделя. Допускается брать ближайшую большую если она не более чем на 5% отличается от расчётной. В данном случае вариантом кинематических связей, обеспечивающих ближайшую меньшую к расчетной частоте вращения шпинделя является вариант с передаточным числом U’₁=0.49. Вариант U’₁=0.78 брать нельзя т.к. в этом случае выбранная переменная часть передаточного числа цепи отличается от расчётной более чем на 5%.

Формула кинематических связей этого варианта имеет вид:

n_эд →→I → ∙→III → →n_шп

При необходимости вычисляется погрешность настройки.

Кинематические цепи токарно-винторезного станка модели 16К20

При анализе кинематических цепей токарно-винторезного станка модели 16К20 необходимо использовать приложение 3.