Расчет динамических характеристик металлорежущих станков. Ванин В.А - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ ПРИВОДА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ
Разработка математической модели привода главного движения состоит из следующих этапов:
1. Анализ разработанной конструкции привода главного движения и определение его параметров по сборочным
чертежам, и построение расчетной схемы динамической системы привода.
2. Описание расчетной схемы привода системой дифференциальных уравнений.
3. Определение передаточных функций динамической системы привода главного движения.
4. Построение частотных и переходных частотных характеристик привода.
5. Анализ динамического качества привода главного движения по его динамическим характеристикам.
Привод станка представляет собой сложную многозвенную динамическую систему с распределенными массами.
Параметры системы (масса элементов, жесткость, неупругое сопротивление) могут быть определены после анализа
конструкции и условий ее эксплуатации.
Для определения динамических характеристик привода, прежде всего, готовят расчетную схему, т.е. необходимо
вычислить моменты инерции вращающихся элементов привода (валов, зубчатых колес), жесткости (податливости) упругих
звеньев между этими деталями, характеристики демпфирования, а также выполнить динамическое приведение этих
элементов к системе, все элементы которой имеют одинаковую среднюю скорость.
1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ
ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА
Вращающиеся детали привода станка (валы, зубчатые колеса) рассматривают как элементы с сосредоточенными массами.
Обычно детали привода имеют цилиндрическую форму с большим количеством уступов (ступенчатые валы, шестерни),
поэтому для определения моментов инерции этих элементы разбивают на части с постоянными диаметрами и определяют
момент инерции каждого участка по формуле
,
32
π
4
g
ld
I
γ
=
Н⋅м
2
, (1)
где γ – удельный вес материала детали, Н/м
2
; l – длина участка, м; d – диаметр участка, м; g = 9,81 – ускорение свободного
падения, м/с
2
, а затем суммируют:
,
32
4
dl
g
I
i
∑
γπ
=
Н⋅м
2
, (2)
Если деталь имеет полости цилиндрической формы, то сначала рассчитывают момент инерции детали как сплошного
тела вращения, a затем вычитают момент инерции полости. Детали фасонного профиля удобно заменять телами ступенчатой
формы, количество ступеней выбирается в зависимости от требуемой точности расчета. Зубчатое колесо рассматривается
как сплошное тело (без учета профиля зубьев), диаметр которого равен делительному диаметру (d = mz, m – модуль колеса, z
– число зубьев). При определении момента инерции ротора электродвигателя, фрикционных и упругих муфт пользуются
каталогами, где приводятся значения «махового момента» GD
2
,5,2
2
GDI =
кг⋅м
2
, (3)
где G – вес ротора (муфты), кг; D – диаметр ротора, м.
Если каталожные данные электродвигателя неизвестны, то пользуются приближенной формулой
,36,0
р
2
GdGD ≈
Н⋅м
2
, (4)
где d
р
– наружный диаметр ротора, м.
Для учета момента инерции валов треть полного момента инерции разбивают по сосредоточенным массам,
находящимся на валу (рис. 1). Если I
1
и I
2
– моменты инерции шестерен, а I
в
– момент инерции вала, то его расчетная схема
будет представлена в виде двух сосредоточенных масс соответственно с моментами инерции I
1
*
и I
2
*
, соединенных
невесомым валом с податливостью е (рис. 2).
Рис. 1. Вал с шестернями
При этом:
I
1
*
= I
1
+ I
в
/6; I
2
*
= I
2
+ I
в
/6

Страницы