2. 3 Последовательность кинематического расчета

2.3.1. Для привода главного движения записывается геометри­ческий ряд частот вращения n_i, его знаменатель φ_n, число ступе­ней z_n и частота вращения электродвигателя n_э, выбранного по каталогу по предварительно рассчитанной мощности.

2.3.2. Для привода подач записывается геометрический ряд по­дач s_i и его знаменатель φ_s, число ступеней z_s, а также для независимого привода подач частота вращения электродвигателя n_э, выбранного по каталогу по предварительно рассчитанной мощности. Определяется частоты вращения (мин^-1) или обороты (об/1 об. шпинделя) тягового звено привода подач (ходового винта, реечного ко­леса и т.д.) по формуле n_i= , где s_i - минутная подача (мм/мин) или подача на оборот (мм/об), Н - ход кинематической пари тяговое механизма. Для винтовой передачи ход Н равен шагу ходового винта Р, следовательно, n_i= , а для реечной - длине начальной окружности реечного колеса , значит, , где m и z - соответственно его модуль и число зубьев. Значения параметров Р, m и z могут приниматься на основании анализа дан­ных станков прототипов.

2.3.3. Выбирается структура привода, включая источник движе­ния и совокупность механизмов, передающих движения к конечным зве­ньям станка. В станкостроении находят применение следующие струк­туры: простая множительная, с электродвигателем постоянного тока, с многоскоростным электродвигателем, с вариатором, со связанными зубчатыми колесами, с измененными характеристиками групп, сложен­ные, со ступенями возврата и сменными зубчатыми колесами.

2.3.4. Составляются структурные формулы множительного меха­низма в виде z=z₁(x_o)· z₂(x₁)· z₃(x₂)… с различными конструк­тивными и кинематическими вариантами и проводится их анализ.

2.3.5. Строятся структурные сетки множительного механизма, удовлетворяющие условиям допустимых диапазонов регулирования групп передач , т.е., когда (табл.1) и выбирается оптимальный вариант. Построение ве­дется в полулогарифмических координатах: N валов множительного механизма – lg n, при этом число интервалов lg φ по оси lg n равно z_i - 1. Любые соседние лучи, изображающие передачи, расходятся на x интервалов, а крайние - на К.

2.3.6. Обосновывается оптимальный вариант множительного меха­низма, обеспечивающий наибольшую простоту, наименьшее количество передач и групп, оптимальные радиальные и осевые размеры.

2.3.7. Строится график частот вращения из условия оптималь­ных передаточных отношений и их допустимых значений, т.е., чтобы показатель m не превышал допустимых значений m_max (табл. 2). Построение ведется в полулогарифмических координатах N валов при­вода - lg n. Число интервалов lg φ, изображающих частоту вращения электродвигателя по оси lg n, равно y для коробки скоростей и по­дач с раздельным приводом и определяется по формуле . Число интервалов, изображающих один оборот шпинделя, для коробки подач с общим приводом . Лучи, изображающие пе­редачи, должны перекрывать число интервалов не больше допустимых значений m_max соответственно для повышающих и понижающих передач.

2.3.8. Определяется передаточные отношения, используя график частот вращения в соответствии с числом интервалов т перекрывае­мых лучом, т.е. .

2.3.9. Определяются числа зубьев колес передач аналитическим или табличным методом, в частности, используя зависимости и или таблицу (прил.2). По таблицам опреде­ляются числа зубьев ведомого колеса при передаточном отношении или ведущего - при <1 в соответствии с подобранной суммой зубьев Σz. Минимальное число зубьев реко­мендуется z_min=18…20, а сумма зубьев сопряженных колес Σz =100…120.

2.3.10. Определяются фактические передаточные отношения каждой передачи через отношения чисел зубьев z_i ведущего колеса и числу зубьев z_k ведомого колеса .

2.3.11. Определяются общие передаточные отношения i_z всей цепи для каждой ступени привода, через произведение передаточных отношений передач , обеспечивающих получение частоты вращения данной ступени .

2.3.12. Определяются фактические частоты вращения шпинделя и значения подач , соответствующие фактическим передаточным отношениям: ; ; . Отклонение от стандартных значений и допускается в пределах .