Классификация металлорежущих станков (стр. 2 )

где d] и d2 - диаметры соответственно ведущего и ведомого шкивов.

Скольжение ремня учитывают поправочным коэффициентом, который равен 0,97-0,985.

Цепная передача. Передаточное отношение (рисунок 1 ,б)

откуда

где Zi и z2 - числа зубьев соответст­венно ведущей и ведомой звездочек. Зубчатая передача, (рисунок 1, в), осуществляемая цилиндрически­ми или коническими зубчатыми ко­лесами. Передаточное отношение

откуда

где Zi и z2 - числа зубьев соответст­венно ведущего и ведомого зубча­тых колес.

Червячная передача. Переда­точное отношение (рисунок 1, г)

где k - число заходов червяка; z - число зубьев червячного колеса.

Реечная передача. Длина прямолинейного перемещения рейки за один обо­рот реечного зубчатого колеса (рисунок 1, д)

L=zP=z7rm,

Где Р=пm - шаг зуба рейки, мм; z - число зубьев реечного зубчатого колеса; m - модуль зубьев реечного зубчатого колеса, мм.

Винт и гайка. Перемещение гайки за один оборот винта (рисунок 1, е)

L=kPB, Где k - число заходов винта; Рв - шаг винта, мм.

ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ. РАСЧЕТ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ.

Для определения общего передаточного отношения кинематической цепи (ри­сунок 1, ж) необходимо перемножить между собой передаточные отношения от­дельных передач, входящих в эту кинематическую цепь:

 

Частота вращения последнего ведомого вала равна частоте вращения ведуще­го вала, умноженной на общее передаточное отношение кинематической цепи:

т. е.

Крутящий момент на шпинделе Мшп зависит от величины передаточного от­ношения кинематической цепи от электродвигателя к шпинделю. Если электродви­гатель развивает момент Мдв, то

где 1Ц - передаточное отношение кинематической цепи от электродвигателя к шпинделю; Кдв и пдв - соответственно мощность (в кВт) и частота вращения(в об/мин) вала электродвигателя; г] — механический КПД кинематической цепи от электродвигателя к шпинделю.

РЯДЫ ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ, ДВОЙНЫХ ХОДОВ И РЯДЫ ПОДАЧ В СТАНКАХ.

У станков с вращательным главным движением частоту вращения шпинделя в минуту определяют по форму

где v - скорость резания, м/мин; d - диаметр ле обрабатываемой заготовки или инст­румента, мм.

С целью получения наивыгоднейших условий при обработке заготовок из раз­личных материалов инструментами с различными режущими свойствами станки должны обеспечивать изменение скоростей резания от vmin до vmax.

Так как обрабатываемые заготовки или устанавливаемые на станке инстру­менты могут иметь диаметры от dmin до dmax, необходимо иметь возможность уста­навливать различную частоту вращения шпинделя от nmin до nmax:

Отношение максимальной частоты вращения шпинделя станка к минимальной называется диапазоном регулирования частоты вращения шпинделя:

которая меньше расчетной на величину у-уд. Тогда относительная потеря скорости резания при переходе с одной частоты вращения к ближайшей меньшей

Диапазон регулирования шпинделя характеризует эксплуатационные возмож­ности станка. В указанных пределах можно получить любое значение п, если иметь механизм бесступенчатого регулирования скорости главного движения. В этом случае можно установить частоту вращения, соответствующую выбранной наивы­годнейшей скорости резания при заданном диаметре. Однако, бесступенчатые при­воды, несмотря на их довольно значительное распространение в современных станках, применяют не так широко, как приводы со ступенчатым рядом частоты вращения шпинделя. Подавляющее большинство станков имеет ступенчатые ряды частот вращения; в этом случае вместо частоты вращения, точно соответствующей наивыгоднейшей скорости резания при данном диаметре, приходится брать бли­жайшую меньшую частоту. Этой действительной частоте пд будет соответствовать действительная скорость резания

 

Следовательно, относительная потеря скорости резания будет тем меньше, чем меньше разность п-пд.

max

В интервале между предельными значениями частоты вращения nmin и п

промежуточные частоты можно разместить по различным рядам. Однако не все возможные ряды будут равноценными. Наиболее рациональным для применения в станкостроении является геометрический ряд, в котором каждая последующая час­тота отличается от предыдущей в ф раз (ф - знаменатель ряда).

Целесообразность распределения частот вращения шпинделей в станках по геометрическому ряду была впервые доказана в 1976г. академиком -ным. Главным преимуществом геометрического ряда является то, что максималь­ная относительная потеря скорости резания остается одинаковой для всех интерва­лов ряда частоты вращения. Это позволяет обеспечить постоянство максимальной относительной потери производительности формообразования станка, т. е. дает экономические преимущества по сравнению с другими рядами. Производитель­ность формообразования определяется площадью поверхности, обрабатываемой на станке за единицу времени.

Геометрический ряд частоты вращения со знаменателем ф будет иметь вид:

где z - число ступеней ряда.

Значения знаменателей рядов ф нормализованы, что позволяет нормализовать ряды частот вращения и подач, а также облегчать кинематический расчет станков. Значение знаменателей ф нормальных рядов частот вращения шпинделей станков установлены с учетом ряда соображений.

1. В приводе главного движения станков часто применяют многоскорост­
ные электродвигатели трехфазного тока с отношением частот вращения равным 2.
Для того чтобы частоты вращения шпинделя, получаемые при разных частотах та­
ких электродвигателей, были членами геометрического, необходимо иметь

где Е] - целое число.

2. Обязательно должен быть учтен ГОСТ 8032-56 «Предпочтительные числа и
ряда предпочтительных чисел». Ряды предпочтительных чисел построены в виде
геометрических прогрессий, знаменатели которых должны удовлетворять требова­
нию

где Е2 - целое число.

Таким образом, стандартные значения знаменателя ф рядов частоты враще­ния шпинделей могут быть найдены из условия

откуда

где Е' - произвольное целое число.

Для предусмотренных ГОСТ 8032-56 четырех значений Е2=40; 20; 10 и 5, ко­торым соответствуют Е'=Е2/10=4; 2; 1 и 0,5 и Ei=3E'=12; 6; 3 и 1,5, получают сле­дующие значения ф

Для практики станкостроения указанных четырех значений оказалось недос­таточно, поэтому добавлены

Вследствие того, что знаменатель ф связан с числом 2 через определенное число членов ряда, каждое число увеличивается в 2 раза. Если, например, в ряде имеется число 2, то будут числа 4, 8, 16 и т. д. Этой закономерности не подчиняют­ся ряды с ф=1,58 и ф=\,78.

В связи с тем, что ф связан с числом 10, каждое число ряда увеличивается че­рез определенное число членов ряда в 10 раз. Например, при наличии в ряде числа 2,8 встретятся также числа 28, 280, 2800 и т. д. Эта закономерность десятичного по­вторения чисел не распространяется на ряды с ф=1,41 и ф=2.

Ниже приведены значения максимальной относительной потери скорости ре­зания Атах между двумя соседними частотами вращения для соответствующих зна­чений ф=1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2 Атах=5; 10; 20; 30; 40; 45; 50%.

В таблице 3 приведены нормальные ряды частот вращения в станкостроении ( нормаль станкостроения HI 1-1).