Результаты расчета энергосиловых параметров привода и диаметров валов

Вал	КПД	P (кВт)	T (Н*м)	d (мм)
Вал 1	0,95	5,2
Вал 2	0,91	5,0
Вал 3 (шпиндель)	0,84	4,62

Сложенная структура

Во многих случаях, особенно при увеличении диапазона ре­гулирования скоростей, создать простой привод на базе множительной структуры невозможно. В этих случаях применяют сложенные структуры, состоящие из двух или более кинематических цепей, каждая из которых является обычной множительной структурой. Одна из этих цепей (короткая) предназначена для высоких скоростей при­вода, другие (более длинные) - для низких скоростей.

Для получения верхней области регулирования основную структуру со шпинделем соединяют либо муфтой, либо зубчатой передачей. Для получения низкой области регулирования основную структуру соединяют с дополнительной соединительной передачей.

В случае сложенной структуры число ступеней скорости привода Z равно сумме ступеней скорости всех составляющих его множительных структур:

Z = Z₁ + Z₂ + Z₃ + …..

где Z₁, Z₂, Z₃ – числа ступеней составляющих структур

Как правило, составляющие структуры имеют общую часть, число ступеней скорости которой Z₀.

Пусть Z₁ = Z₀ и Z₂ = Z₀ ´ Z_д ,

тогда Z = Z₀ ×(1+ Z_д)

Общая часть структуры Z₀ используется для получения всех скоростей и называется основной, структура Z_д назы­вается дополнительной. Для объединения составляющих структур в одну - сложенную в привод вводят соединительные передачи. Наиболее распространенные принципиальные схемы соединения двух структур представлены на рис.8.

.

 

Рис. 8. Сложенные структуры (1 - шпиндель, 1 – муфта переключения)

 

На рис.9 показана кинематическая схема коробки скоростей со сложенной структурой

Группы колес Zа и Zв образуют основную структуру Z₀ = Zа × Zв. Они сообщают вращение полому валу. Дальнейшая передача движения шпинделю осуществляется либо с помощью муфты, либо через перебор. Общее число ступеней скорости:

Z = Zа × Zв × (1 + Zс × Zд)

В нашем примере Zа = 3; Zв = 2; Zс = 1, Zд = 1, поэтому

Z = 3 × 2 × (1 + 1 × 1) = 12

Последовательность построения и анализа структурной сетки для сложенной структуры аналогична простой структуре. Однако при построении структурной сетки сначала строят сетки для каждой части сложенной структуры (рис. 10) а затем соединяют их на общем графике (рис. 11)

 

 

Рис. 9. Кинематическая схема сложенной коробки скоростей

 

На рис. 12 показан график частот вращения для рассмотренного примера.

Сложенные структуры обладают рядом достоинств: обес­печивают большое число ступеней скорости при широком диа­пазоне регулирования; высокие скорости вращения передаются короткими кинематическими цепями, что уменьшает потери мощности и повышает КПД.

Количество вариантов сложенных структур может быть очень большим. В общем случае оптимальным является вариант, который при заданном числе ступеней скорости имеет большее чис­ло скоростей, получаемых по короткой кинематической цепи; наименьшее количество деталей (зубчатых колес, муфт, валов)

 

 

Х = 1 Х = 3 Х = 1 Х = 3

Рис. 10. Структурные сетки для каждой части сложенной структуры

 

n 12

		n 11
		n 10
		n 9
		n 8
		n 7
		n 6
		n 4
		n 4
		n 3
		n 2
		n 1

 

 

Х = 1 Х = 3

Рис 11. Общий структурный график для сложенной структуры

 

Дальнейшие расчеты (расчет передаточных отношений, чисел зубьев, энергосиловых параметров привода) не отличаются от расчетов при проектировании коробки скоростей простой структуры

 

 

Х = 1 Х = 3

Рис 12. График частот вращения коробки скоростей сложенной структуры

 

 

Литература

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3т.

М.: Машиностроение, 1985. Т.2, 559 с.

2. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем:

проектирование металлорежущих станков; Справочник –

учебник/под ред. А. С. Проникова._ М, Машиностроение,1995.-448 с.

4. Проников А. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.

Учеб. для ВУЗов.- М.: Высш. Школа,- 2000.-

5. Тарзиманов Г. А. Проектирование металлорежущих станков. М.:

Машиностроение,- 1980, - 280 с.

6. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебник

для техн..- М Высшая школа. – ФГИПП.- 1999.- 432 с..

7. Дунаев Леликов Курсовое проектирование деталей машин: учебник для ВУЗов.- М Высшая школа. 1999.- 420 с.

8. Кочергин А. А, Конструирование и расчет металлорежущих станков

и станочних комплексов: Учеб. пособие для ВТУЗов.- Минск. –

Вышейш. школа. – 1991, 382 с.

9. Левятов Д.С. Расчеты и конструирование деталей машин: Учеб. для

Вузов.- М.: Высш. шк. 1985. 380 с.

 

 

Приложение 1

 

Задание на проектирование

 

 

№ пп	Тип станка	Основные размеры	P, кВт	Z	j	nmin об/мин
	Токарные станки     *Вертикально – сверлильные станки   Токарные станки	Н = 160 L = 600 180 700 200 1000 160 600 180 700 200 1000 160 600 180 700 200 1000 160 600 180 700 200 1000 160 600 180 700 200 1000 160 600     d св = 18   Н = 200 L = 600 200 700 200 800 200 700 250 1000 300 1000	4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 4,8 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5     2,5 2,5 4,8 4,8		1,26 1,41 1,26 1,41 1,26 1,41 1,26 1,26 1,26 1,26 1,41 1,41 1,26 1,26 1,41 1,41     1,58 1,41 1,58 1,58 1,41   1,41 1,26 1,26 1,41 1,26 1,41	63,0 63,0 30,0 63,0 90,0 50,0 50,0 16,0 22,0 90,0 63,0     40,0 16,0 40,0 25,0 63,0   90,0 63,0 50,0 45,0

 

 

Продолжение приложения 1

 

Задание на проектирование

 

№ пп	Тип станка	Основные размеры	P, кВт	Z	j	nmin об/мин
	Горизонтально – фрезерные станки     Вертикально – фрезерные станки   *Радиально – сверлильные станки     Токарные станки	Стол 100 ´ 630 200´800 250 ´800 250 ´800 320 ´1200 200 ´800     Стол 160 ´ 630 160 ´700 180 ´700 200 ´800 200 ´800 160 ´630 160 ´ 630   d св = 18   Н =200 L= 1000 200 700 200 1000 200 700 160 600 180 700	4,8 4,8 6,5 6,5 6,8     4,8 4,8 6,5 9,5 9,5   6,8 6,8 6,8 6,8   3,8 3,5		1,26 1,41 1,26 1,41 1,41 1,26     1,26 1,41 1,41 1,26 1,26 1,41 1,26   1,41 1,41 1,26 1,26   1,58 1,58 1,41 1,41 1,26 1,26	63,0 50,0 22,0 16,0     45,0 25,0 16,0 63,0   90,0 90,0 45,0   25,0 40,0 22,4 16,0 80,0 31,5

 

*Примечание. В случае выполнения проекта с заданием «сверлильный станок», конструкция коробки скоростей разрабатывается до гильзы исполнительного органа, исключая конструкцию выдвижного шпинделя.

Приложение 2

Технические данные асинхронных трехфазных закрытых обдуваемых двигателей

Тип двигателя	Мощность, кВт	Асинхронная частота вращения, об/мин
Синхронная частота вращения 3000 об/мин
4A80B2	2,2
4A90L2	3,0
4A100S2	4,0
4A100L2	5,5
4A112M2	7,5
4A132M2	11,0
4A160S2	15,0
Синхронная частота вращения 1500 об/мин
4A90L4	2,2
4A100S4	3,0
4A100L4	4,0
4A112M4	5,5
4A132S4	7,5
4A132M4	11,0
4A160S4	15,0
Синхронная частота вращения 1000 об/мин
4A100L6	2,2
4A112MA6	3,0
4A112MB6	4,0
4A132S6	5,5
4A132M6	7,5
4A160S6	11,0
4A160M6	15,0
Синхронная частота вращения 750 об/мин
4A112MA8	1,5
4A112MB8	2,2
4A132S8	3,0
4A132M8	5,5
4A160S8	7,5
4A160M8	11,0
4A180M8	15,0

 

 

Приложение 3

Нормальные ряды чисел в станкостроении

Значения знаменателя ряда	Значения знаменателя ряда	Значения знаменателя ряда
1,06	1,26	1,41	1,52	1,06	1,26	1,41	1,58	1,06	1,26	1,41	1,58
				11,2		11,2
1,06				11,8
1,12				12,5	12,5
1,18				13,2
1,25	1,25
1,32
1,40		1,4
1.5
1,6	1,6		1,6
1,7
1,8
1,9				21,2
				22,4		22,4
2,12				23,6
2,24
2,36				26,5
2,5	2,5		2,5
2,65
2,8		2,8		31,5	31,5	31,5
3,0				33,5
3,15	3,15			35,5
3,35				37,5
3,55
3,75				42,5
4,0
4,25				47,5
4,5
4,75
5,0	5,0
5,3
5,6		5,6
6,0
6,3	6,3		6,3
6,7
7,1
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,6