Ременные передачи применяют только на быстроходных участках кинематической цепи.

Этап 4.Уточнение частоты вращения рабочих валов, величины хода рабочего органа станка.

Если рабочий орган машины должен иметь k ступеней чисел оборотов, то значения чисел оборотов принимаются из ряда, составленного по закону геометрической прогрессии со знаменателем j.

Пусть частота вращения вала должна изменяться ступенчато в диапазоне от n_min до n_max и должна быть поделена на k ступеней. Обозначим n₁ = n_min, n_k = n_max.

Знаменатель ряда геометрической прогрессии определяется по формуле

, (13)

где С – диапазон регулирования частоты вращения.

Ряд чисел геометрической прогрессии для k ступеней будет иметь вид

. (14)

Значение знаменателя геометрической прогрессии рекомендуется брать из нормализованного ряда. Различают

основной ряд – j = 1,26; 1,41; 1,58;

дополнительный ряд – j = 1,06; 1,12; 1,78; 2,0.

В настоящее время ступенчатое регулирование частоты вращения применяется редко. Наиболее часто используется плавное непрерывное изменение скорости. Для этого в приводах станков применяются мотор-вариаторы-редукторы, которые часто заменяются гидравлическими моторами.

Этап 5.Подготовка вариантов кинематических цепей, анализ и выбор рационального варианта.

Любая кинематическая цепь может иметь множество вариантов исполнения. Варианты будут отличаться видом двигателя (электрический, пневматический, гидравлический), применением различных нормализованных узлов (мотор-редуктор, редуктор, мотор-вариатор-редуктор), использованием различных передач. Для сравнительного анализа полученных вариантов могут быть использованы следующие критерии: сложность кинематической цепи, материалоемкость, КПД, общее передаточное число, использование дорогостоящих элементов и др.

Выбор рационального варианта кинематической цепи производится по методике, изложенной ранее.

После выбора всех кинематических цепей вычерчивается общая кинематическая схема станка.

Пример. Для горизонтального роликового конвейера требуется разработать кинематическую схему привода. Окружная скорость роликов конвейера V = 16,5 м/мин, диаметр роликов D = 120 мм, мощность электродвигателя Р = 0,55 кВт, частота вращения вала электродвигателя n = 700 мин^-1.

Решение. 1. Определяем частоту вращения роликов

мин^-1.

2. Общее передаточное число

3. Подготовка вариантов кинематических схем (рис. 11).

Вариант 1.В приводе используется двухступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами. Передаточное число редуктора u = 16. Конструкция простая, но трудоемка при изготовлении и монтаже. Она требует высокой точности соосности всех валов.

Вариант 2. Привод включает одноступенчатый редуктор и цепную передачу. Общее передаточное число u = u_рu_ц = =6,3×2,54 = 16. Конструкция более сложная, но и более простая при изготовлении и монтаже. Высокие требования соосности валов предъявляются только для установки редуктора и электродвигателя.

Электродвигатель и редуктор можно монтировать на уровне пола под роликами, что делает конвейер более компактным.

Вариант 3. Привод включает ременную передачу и одноступенчатый редуктор. Общее передаточное число u = u_рпu_р = = 2,54×6,3 = 16. Передаточные числа кинематических пар расположены в более предпочтительном порядке постепенного их увеличения. При этом сохраняется требование соосности валов, и редуктор должен быть поднят на уровень роликов, что делает конструкцию более громоздкой.

Вариант 4. Привод включает ременную передачу, одноступенчатый редуктор и цепную передачу. Общее передаточное число u = u_рпu_рu_ц = 2×4×2= 16. Требования к соосности валов невысокие. Электродвигатель и редуктор могут быть смонтированы на уровне пола под роликами конвейера. Однако конструкция громоздкая.

Выбор рационального варианта привода конвейера. Выбор лучшего варианта привода сделаем по методу их ранжирования [1].

Для сравнительной оценки вариантов выбираем следующие критерии:

К₁ – трудоемкость изготовления и монтажа;

К₂ – компактность конвейера;

К₃ – простота конструкции (оценивается по количеству элементов в кинематической цепи);

К₄ – предпочтительность порядка расположения передач.

Определение множества эффективных решений. Для этого составим табл. 5 и проведем ранжирование вариантов по каждому критерию.

Таблица 5

Ранжирование вариантов по критериям