3.3 Кинематический расчет выходного преобразователя

Выходные механические преобразователи ММ позволяют производить преобразование:

- скорости вращения вала двигателя к необходимой скорости вращения исполнительного элемента (например, сверла или фрезы), угла вращения исполнительного элемента по отношению к оси вала двигателя;

- вращательное движение вала двигателя в линейное движение исполнительного элемента (движение вперед/назад стола, подачи, вверх/вниз инструмента и т.д.). Обратный ход обычно обеспечивается реверсивным вращением двигателя.

Для первого варианта обычно используют редукторы. Для второго варианта обычно используют передачи:

- винт-гайка – имеют высокую точность и низкую цену;

- шарико-винтовая передача - кроме тех же самых двух деталей (винт и гайка) в работу включается третья деталь – шарик или несколько шариков.- имеет меньшую точность и высокую цену, но большую надежность.

В РГР заранее определен тип выходного преобразователя – редуктор.

Определение общего передаточного отношения

По известным значениям скоростей на входе n_двиг и выходе n_н определяем передаточное отношение редуктора по формуле:

, (2)

где n_двиг –число оборотов двигателя ( дано),

n_н - частота вращения выходного вала редуктора (дано) – результат преобразования для вращения исполнительного органа

Определение числа ступеней и распределения общего передаточного отношения по ступеням в соответствии с заданным критерием проектирования

Находим число ступеней редуктора и осуществляем разбивку i₀ по ступеням [1, стр.10].

При проектировании многоступенчатых передач возникает задача оптимального выбора числа ступеней и распределения передаточного отношения по ступеням. Решение этой задачи зависит от требований, предъявляемых к передаче. Единых решений при проектировании маломощных, используемых в приборостроении, и силовых редукторов нет.

В приборостроении наиболее важными являются требования по минимизации габаритов и массы; по быстродействию, т.е. минимизации инерционности; по минимизации погрешности передачи. В РГР рассмотрено влияние основных требований и условий, предъявляемых к передачам (минимизации габаритов и массы, погрешности передачи).

Условие минимизации габаритов.

Между оптимальным числом ступеней и общим передаточным отношением имеется зависимость

n = 1,85 lg i₀, (3.1)

где i₀ – общее передаточное отношение многоступенчатой передачи.

Условие минимизации массы.

Оптимальное число ступеней равно

n = 3 lg i₀ (3.2)

Полученную величину рекомендуют округлять до меньшего целого значения, так как с уменьшением числа ступеней растет КПД передачи.

Условие минимизации погрешности.

Суммарная погрешность зубчатой передачи зависит от погрешностей каждой ступени. Поэтому чем меньше число ступеней, тем меньше погрешность. Считая максимально возможное передаточное отношение ступени равным 7, получим

n = 1,11 lg i₀ (3.3)

По таблице [4, стр. 3, таблица 2] определяем передаточные отношения.

Таблица 4 - Передаточные отношения

i12	i23	i34	i45	i56	i67	i78

Следует учесть, что величина межосевого расстояния между ведущим и выходным валами будет минимальной (минимальные габариты) при равенстве передаточных отношений ступеней, поэтому вместо таблицы передаточных отношений можно использовать формулу i₁₂= i₂₃=i_n-1,n=