Ознакомиться с описанием «Лабораторной работы».

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Кинематический расчет и построение структурной сетки коробки скоростей

Токарно-винторезного станка мод. 16К20. Конструктивные особенности

Основных узлов и механизмов станка

Цель работы:

1. Ознакомиться с правилами построения структурных сеток и графиков

частот вращения коробок скоростей металлорежущих станков.

Ознакомиться с описанием «Лабораторной работы».

Для кинематических расчетов коробок скоростей в станкостроении применяют

структурную сетку и график частоты вращения.

Структурная сетка дает ясное представление о структуре привода станка. По структурной сетке легко проследить связи между передаточ­ными отношениями групповых передач (групповой передачей называют совокупность передач между двумя последовательными валами коробки скоростей); однако сетка не дает конкретных значений этих величин. Она наглядно характеризует ряд структур приводов в общей форме. Структурная сетка содержит следующие данные о приводе: число групп передач, число передач в каждой группе, относительный порядок конструктивного распо­ложения групп вдоль цепи передач, порядок кинематического включения групп (т.е. их характеристики и связь между передаточными отношени­ями), диапазон регулирования групповых передач и всего привода, число частот вращения ведущего и ведомого валов групповой передачи.

График частоты вращения позволяет определить конкретные вели­чины передаточных отношений всех передач привода и частоты вращения всех его валов. Его строят в соответствии с кинематической схемой при­вода. При разработке кинематической схемы коробки скоростей станка с вращательным главным движением должны быть известны: число ступеней частоты вращения z шпинделя, знаменатель геометрического ряда φ, частоты вращения шпинделя от n₁ до n₂

и частота вращения элек­тродвигателя n_эд .

Число ступеней частоты вращения z

шпинделя при наладке последова­тельно включенными групповыми передачами (в многоваловых коробках) равно произведению числа передач в каждой группе, т. е. z = р_а р_ьр_с … p_к. На­пример, для привода, показанного на рис. 1, z = р_а р_ьр_с = 3 - 2 • 2 = 12.

При заданном (или выбранном) числе z ступеней ряда частоты вра­щения шпинделя число групп передач, число передач в каждой группе и порядок расположения групп можно выбирать различными. Этот выбор в основном и определяет конструкцию коробки скоростей.

В станках с изменением частоты вращения шпинделя по геометричес­кому ряду передаточные отношения передач в группах образуют геомет­рический ряд с знаменателем φ ^х, где х — целое число, которое называют характеристикой группы. Характеристика группы равна числу ступеней скорости совокупности групповых передач, кинематически предшествую­щих данной группе. Общее уравнение наладки групповых передач имеет следующий вид:

Для последовательного получения всех частот вращения шпинделя сначала переключают передачи одной группы, затем другой. Если в коробке скоростей (рис.1) использовать с этой целью прежде всего передачи группы а, затем группы с и в последнюю очередь группы b, то соответственно этому порядку переключения группа а будет основной, группа с — первой переборной, группа b — второй переборной. Коробка скоростей может иметь и большее число переборных групп. Для основной группы передач характеристика x_Q = 1; для первой пе­реборной группы х₁ = p_1, для второй переборной группы х₂ = p₁ p₂ и т. д., где p₁ и p₂ — соответственно числа передач основной и первой переборной группы.

Для конструктивного варианта привода (рис. 1) и принятого порядка переключений скоростей можно записать структурную формулу z = 3 (1)2 (6)-2 (3). В формуле цифрами в скобках обозначены характеристики групп. Основной и различными по номеру переборными группами может быть любая группа передач в приводе. Поэтому наряду с конструктивными вариантами привода возможны также различные его кинематические варианты.

Во избежание чрезмерно больших диаметров зубчатых колес в короб­ках скоростей, а также для нормальной их работы установлены следующие предельные передаточные отношения между валами при прямозубом за­цеплении:

отсюда наибольший диапазон регулирования групповой передачи будет

где x_max — наибольший показатель для последней переборной группы; р — число передач в этой группе.

Для графического изображения частот вращения шпинделя станка обычно используют логарифмическую шкалу чисел. С этой целью гео­метрический ряд частот вращения

логарифмируют

откуда

Таким образом, если откладывать на прямой линии последователь­ные значения логарифмов частот вращения n_1, n₂, n₃.... n_z, то интервалы между ними будут постоянными и равны lg φ.