Графическое изображение множительных структур
Графический метод кинематического расчета состоит из 2-х частей: построение структурной сетки, характеризующей ряд конкретных приводов в общей форме, и по ней графика чисел оборотов уточняющего расчет.
Построим структурную сетку для множительной структуры z = 6 = 31 · 23 (вариант А)
I II III
n6
3 n5
2 n4
4 n3
1 n2
n1
х0 = 1 х1 = 3
1) Проведём 3-и вертикальные линии соответствующие вариантам I, II, III и шесть горизонтальных линий, но количеству скоростей вала III.
2)Нанесём точки n1 – n6, изображающие ряд чисел оборотов вала III. Вал I имеет одну скорость, следовательно на линии I будет одна точка 4. Расположим её симметрично относительноn1 – n6.
3)Первая группа передач состоит из 3-х передач х0 = 1, расстояние между соседними точками на линии II должно быть равно одному интервалу. Наносим симметрично точки 1, 2, 3 и соединим их с точкой 4. лучи 4 – 3, 4 – 2, 4 – 1 изображают передачи z5/z6; z3/z4; z1/z2.
4) Вторая группа передач состоит из 2-х передач, т. к. характеристика х1 = 3. Точку 1 соединим с 2-мя равноудалёнными от неё точками n1 и n4, стоящими одна от другой на расстоянии 3-х интервалов. Один пучок параллельных линий изображает передачу z7/z8, другой z9/z10.
Построим структурную сетку для других кинематических вариантов.
z = 6 = 21 · 32 z = 6 = 32 · 21
I II III I II III
n6
n6
n5 n5
n4 4 n4
4 n3 n3
n2 n2
n1 n1
х0 = 1 х1 = 2 х1 = 2 х0 = 1
Р1 = 2 Р2 = 3 Р1 = 3 Р2 = 2
Что же нам дают структурные сетки?
1) Количество ступеней скорости на валах привода.
2) Количество групповых передач в приводе и порядок их конструктивного
расположения.
3) Число передач в каждой группе.
4) Характеристики групп ,т.е. их место в порядке кинематического включения.
5) Диапазон регулирования групповых передач.
6) Диапазон регулирования на промежуточных валах.
Недостаток: структурная сетка не даёт фактических значений чисел оборотов и передаточных отношений передач в группах. Для определения этих величин строят графики чисел оборотов.
Для его построения должны быть известны:
1) знаменатель ряда чисел оборотов φ
2) фактические частоты вращения от n1 = nmin до n2 = nmax
3) частоты вращения приводного электродвигателя nдв
4) полная кинематическая схема привода.
Порядок построения графика чисел оборотов:
1) На равных расстояниях проводят столько вертикальных линий, сколько валов в проектируемой коробке.
2) На равных расстояниях проводят горизонтальные линии и присваивают им снизу вверх порядковые числа оборотов, начиная с n1 = nmin.
3) Намечают цепь передач для уменьшения чисел оборотов с nдв до n1. Дальнейшее построение ведут в соответствии с принятым вариантом структурной сетки. Линяя, соединяющая на графике две точки валов, обозначают передачу с передаточным отношением i = φ s, где S – число интервалов lg φ, перекрываемых лучом.
Если луч отклоняется вниз, то передача понижающая и S < 0, если вверх – повышающая и S > 0. Для горизонтального луча S = 0, т. е. i = φ s = 1.
z = 6 = 31 · 23 I' I II III nэл/дв z11/z12 n6 z1/z2 · Д1/ Д 2 z7/z8 n5 z5/z6 n4 z3/z4 n3 z9/z10 n2 n1 х0 = 1 х1 = 3 Р1 = 3 Р2 = 2 i1 = z1/z2 · Д1/ Д 2 – передаточное отношение передачи связывающий вал электродвигателя с первым валом коробки скоростей. i2 = z3/z4 = φ -2 = 1/φ 2 i3 = z5/z6 = φ -1 = 1/φ i4 = z7/z8 = φ 0 = 1 i5 = z9/z10 = φ -2 = 1/φ 2 i6 = z11/z12 = φ 1 | z = 6 = 21 · 32 I' I II III nэл/дв z11/z12 n6 Д1/ Д 2 z5/z6 n5 n4 z3/z4 n3 z7/z8 n2 n1 х0 = 1 х1 = 3 Р1 = 2 Р2 = 3 i2 = z3/z4 = φ -1 = 1/ φ i3 = z5/z6 = φ 0 = 1 i4 = z7/z8 = φ -3 = 1/ φ 3 i5 = z9/z10 = φ -1 = 1/ φ i6 = z11/z12 = φ 1 |
C целью избежать чрезмерно больших диаметров колёс в коробках скоростей практикой установлены следующие передаточные отношения:
Для прямозубых колёс – imin > 1/4; imax < 2
Для косозубых колёс – imin > 1/4; imax < 2,5
Для механизмов подач – imin > 1/5; imax < 2,8
Нетрудно подсчитать, что i не выходящие за пределы imin = 1/4, возможны в том случае, если линии изображающие передачи снижаются на графике чисел оборотов не более чем на шесть интервалов для φ = 1,26; четыре для φ = 1,41 и три для для φ = 1,58.
Допустимые числа интервалов оборотов (для коробки скоростей).
Передачи | Число интервалов при для φ | ||||||
1,06 | 1,12 | 1,26 | 1,41 | 1,58 | 1,78 | ||
Понижающие | |||||||
Повышающие |
§ Оптимальный вариант множительной структуры
Из всех возможных конструктивных и кинематических вариантов лучшим считается тот, который обеспечивает наибольшую простоту, наименьшее количество передач и групп передач, малые радиальные и осевые размеры.
1) Наименьшее количество передач возможно при условии если каждое слагаемое из правой части уравнения z = Р1 · Р2 · … Рm будет минимальным (простые числа 2, 3). Поэтому число передач в группах принимают равным 2 и 3, реже 4.
Уменьшая число передач в группах до min увеличиваем число групп передач, а следовательно и число валов. Уменьшая число групп увеличиваем число передач в группах.
2) Из всех возможных вариантов структуры выбирают тот, который обеспечивает наименьшие размеры и массу колёс.
Масса зубчатых колёс, смонтированных на одном валу, будет min при минимальной разнице в их размерах. Этим требованием наилучшим образом отвечает основная группа, т. к. передаточное отношение передач здесь незначительно отличается друг от друга.
Поэтому целесообразна структура, у которой основная группа содержит наибольшее количество передач. Для уменьшения веса привода желательно, чтобы число передач в группах уменьшался от электродвигателя к шпинделю, например z = 3 · 2 · 2.
3) Желательно чтобы характеристики групп увеличивались от электродвигателя к шпинделю, т. е. если z = Рх0 · Рх1 · Рх2, то х0 < x1 < x2.
В этом случае при одинаковых наименьших числах оборотов получаются меньшими, что снижаются динамические нагрузки, вибрации в передачах, износ деталей и потери на трение, возрастает КПД при высоких числах оборота шпинделя что даёт возможность понизить требования к качеству изготовления деталей передач.
4) Для уменьшения крутящих моментов и веса деталей и всего привода необходимо сообщать, по возможности, более высокие числа оборотов промежуточным валам, что достигается применением больших i между первыми валами привода и меньших в последних передачах перед шпинделем.
Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 155;