Построение структурной сетки

Структурная сетка дает представление о количестве передач между валами, знаменателе и диапазоне регулирования элементарных коробок, последовательности включения передач для обеспечения ряда частот вращения шпинделя. Структурная сетка характеризует закономерности изменения передаточных отношений в групповых передачах при изменении частот вращения шпинделя по геометрическому ряду.

Только основная коробка скоростей обеспечивает последовательный переход по частотам вращения на шпинделе со знаменателем j. Сетка не показывает частот вращения валов и передаточных отношений передач между валами, а поэтому не может являться основой для расчета коробки скоростей.

Структурная сетка строится в следующем порядке (см. рис. 3):

3.2.1 На чертеже в произвольном масштабе (но не менее половины формата А4) постройте структурную сетку. Количество вертикальных прямых, равное (m +1), соответствует числу валов коробки, в нашем случае, при m = 2, число валов – три.

3.2.2 На равном расстоянии друг от друга нанесите столь­ко горизонтальных прямых, сколько ступеней частот враще­ния имеет проектируемая коробка. Число ступеней (число скоростей) равно произведению множителей структурной формулы, в нашем случае, число ступеней равно 6 (рис. 3.).

3.2.3 Нанесите на линии третьего вала (без указания величин) точки n1 – n6,- изображающие частоты вращения шпинделя. Первый вал имеет одну частоту вращения, следовательно на вертикальной линии первого вала нанесите исходную точку О симметрично относительно n_min = n₁ и n_max = n₆.

3.2.4. Первая группа состоит из трех передач, поэтому из точки О проведите три луча, при этом первому множителю 3₁ соответствует характеристика х = 1, т.е. на вертикальной линии вала на структурной сетке рас­стояние между точками 1 -–2 и 2 - 3 равно одному интервалу Для следующего множителя 2₃ характеристика х = 3, а расстояние между точками n₁ – n₄, n₂ – n₅, n₃ – n₆ равно трем интервалам.

3.2.5 Полученные точки соедините лучами.

Лучи с разным наклоном на структурной сетке соответствуют числу передач между валами, па­раллельные лучи между двумя вертикальными валами одной и то же передачи (рис. 3.). Лучи 0 – 1, 0 – 2, 0 – 3 – три передачи, лучи 3 - n₆, 2 – n₅, 1 – n₄ - одна и та же передача, лучи 3 - n₆,

3 – n₃ - разные передачи.

 

Анализ структурной сетки

 

Анализ структурной сетки производится по следующим показателям:

3.3.1 Симметричность и веерообразность расположения лучей. Симметричность структурной сетки может быть обеспечена в том случае, если произведение максимального и минимального передаточного отношения равно 1, то есть

i _min × i _max = 1

Структурная сетка симметрична в пределах каждой группы.

3.3.2 Соблюдение вышеперечисленных условий выбора оптимального варианта компоновки коробки скоростей.

Число передач основной группы в нашем случае равно 3 и 2 соответственно и уменьшается по мере приближения к шпинделю. Кинематические характеристики групп увеличиваются по мере приближения к шпинделю.

3.3.3.Проверка оптимальности выбранного варианта сетки по диапазону регулирования. Независимо от порядка переключения групповых передач диапазон регулирования R последней переборной группы является наибольшим.

 

R = j^{Хпп (Zпп -1)},

где Zпп– число передач (ступеней) последней переборной коробки. В примере Zпп (Z₂) равно 2. Хпп – характеристика последней переборной коробки (х_пп=3).

Условие оптимальности R £ [R], где [R] = 8

В примере R = 1,26 ^3(2-1) = 2 < 8

Все условия соблюдены, следовательно выбранный вариант структуры можно считать оптимальным.

 

 

 

Х = 1 Х = 3

Рис. 3. Структурная сетка для коробки скоростей по формуле

Z = 6 = 3₁ × 2₃