3 Разработка и описание структурной схемы станка

1. На рисунке 3.1 представлена структурная схема станка.

При использовании перемещения шпиндельной бабки она содержит следующую кинематические группу: группу образования винтовой (внутренней цилиндрической) поверхности Ф(В₁П₁).

Рисунок 3.1 — Структурная схема станка

Группа движения Ф(В₁П₂) включает внутреннюю связь , представляющую собой кинематическую цепь, связывающую шпиндель с шпинделтной бабкой. Связь содержит датчик Д с помощью которого осуществляется резьбонарезание, системы управления СУ, электродвигателя М₂, передачи винт-гайка качения 6, датчика линейных перемещений (линейный индуктосин).

4. Расчет мощности и выбор электродвигателя привода главного движения

Т.к. по условию курсового проекта эффективная мощность резания Р_эф.=8 кВт, то мощность двигателя будет равна:

Р_дв.=Р_эф./_п,

где_п ‑ коэффициент полезного действия привода.

Для проектировочного расчета принимаем _п=0,75, расчетная мощность электродвигателя

По заданию требуется в приводе использовать двигатель постоянного тока, поэтому, исходя из заданной расчетной мощности Р_р=8 кВт и частот вращения (50-2500 мин^-1), принимаем двигатель постоянного тока марки 2ПН160МГ со следующими техническими данными:

• номинальная мощность – 8 кВт;

• номинальная частота вращения – 1000 мин^-1;

• максимальная частота вращения – 5500 мин^-1.

5. Кинематический расчёт привода главного движения

1) Диапазон регулирования R_п частоты вращения привода:

R_п = n_max/n_min = 2500/50 = 50;

2) Расчётная частота n_р:

;

;

.

Принимаем n_р = 180 мин^-1.

3) Диапазон регулирования шпинделя при постоянной мощности:

R_пр = n_max/n_p = 2500/180 = 13.8.

4) Диапазон регулирования электродвигателя при постоянной мощности:

R_эр = n_эmax/n_эном = 5500/1000 = 5,5.

5) Диапазон регулирования коробки скоростей:

R_кор = R_пр/R_эр = 13,8/5,5 =2,50 .

5.2. Определение числа групповых передач и выбор структурной формулы привода

1) Определим число групп передач:

.

2) Определим число скоростей коробки:

.

3) Структурная формула привода:

z = 2(1).

5.3. Расчет передаточных отношений передач привода графоаналитическим методом

Для построения структурной сетки:

- определим расчётное значение знаменателя геометрической прогрессии ’ вместо стандартного :

;

- проверка, с целью исключения разрыва в бесступенчатом регулировании частоты вращения шпинделя:

’  0,94R_эр = 0,945,5 = 5,17;

2,50  5,17 – Верно.

- выражаем ’ через стандартное значение , для удобства построения структурной сетки:

’ = ^к = 2,50 = 1,26⁴;

- выражаем R_эр через стандартное значение :

R_эр = ^l = 5,5 = 1,26^7,4;

- определим минимальное значение числа оборотов электродвигателя:

n_эmin = n_эmax/R_э = 5500/19,8 = 278 мин^-1,

где R_э = R_эрR_эм = R_эр  n_р/n_min = 5,5180/50 = 19,8.

- выражаем диапазон регулирования электродвигателя при постоянном моменте R_эм через стандартное значение :

R_эм = ^q = 3,59 = 1,26^5,5;

- строим структурную сетку:

Рисунок 5.1 – структурная сетка

Для построения графика частот вращения:

- определим общее передаточное отношение:

i_общ = n_р/n_эном = 180/1000 = 1/5,55;

- представим i_общ в виде:

;

- строим график частот вращения:

Рисунок 5.2 – График частот вращения

- определение передаточного отношения i₂ из графика частот вращения:

i₂ = 1,26⁰.