7.1.4.2 Расчет максимальных крутящих моментов на промежуточных валах

На универсальных станках для уменьшения габаритов привода рекомендуется ограничивать передаваемую мощность на шпинделе критическим числом оборотов n_Р, которое для токарных станков принимается равным числу оборотов верхней ступени нижней трети диапазона, т. е. для нашего случая n_Р ≈ n₉ или n_Р = 40 об/мин.

Таким образом, в области чисел оборотов от n₁ = 6,3 до n₉ = 40 об/мин, мощность привода ограничена величиной крутящего момента М_мах, который определяется из  

, кгс∙м,

где N_е – эффективная мощность на шпинделе,  кВт:

N_e = N ∙ η_пр,

где N – мощность электродвигателя, в кВт,

       η_пр – условный расчетный КПД привода, который может быть принят равным для станков с вращательным главным движением.

η_пр = 0,88 …0,90/

Так как электродвигатель развивает разную мощность N₁ и N₂ , то в расчет берем среднюю мощность N_ср = (N₁ + N₂)/2 = 5,1 кВт. При этом на одной частоте вращения электродвигатель будет работать с недогрузкой, на второй – с некоторой перегрузкой.

.

При определении М_мах на промежуточных валах исходят из того, что М_мах будет при передаче полной мощности на минимальной частоте вращения этого вала. Поэтому на IV вале М_мах будет при n = 200 об/мин этого вала:

,

где η_IV∙V – расчетный КПД между смежными валами IV и V включает табличный кпд зубчатой передачи и кпд одной пары подшипников качения:

η_{IV∙V =} η_з.п. ∙ η_под = 0,99×0,995 = 0,985;

.

.

При определении М_мах на III валу находим, что полная мощность N_ср будет передаваться при n_min = 100 об/мин III вала по следующей кинематической цепи:

n₁ ∙ i_р.п. ∙ i₁ ∙ i₄ ∙ i₇ ∙ i₈ = 50 об/мин. Но при этом замечаем, что эта же частота вращения

n_V = 50 об/мин на шпинделе может получаться и по другой кинематической цепи n_{2 эл}  ∙ l_р.п. ∙ i₁ ∙ i₅ ∙ i₆ ∙ i₈ = n_V = 50 об/мин при частоте вращения III вала 800 об/мин и, следовательно, при меньшем крутящем моменте. Значит, на шпинделе n_V = 50 об/мин лучше получать по 2-й кинематической цепи, а первую цепь заблокировать органами переключения.

Следующая минимальная частота вращения III вала, при котором может передаваться полная мощность, равна 125 об/мин. Но, если опять проследить кинематические цепи для получения на шпинделе частоты вращения 63 об/мин, ты опять придем к выводу, что цепь n_{1 эл}  ∙ l_р.п. ∙ i₂ ∙ i₄ ∙ i₇ ∙ i₈ необходимо блокировать. Тогда следующей минимальной частотой вращения III вала, на которой передается полная мощность, будет n = 200 об/мин для получения частоты вращения на шпинделе n_V = 100 об/мин. Исходя из этого, максимальный крутящий момент на III вале будет равен:

,

где;

.

На II валу полная мощность передается при его минимальной частоте вращения 315 об/мин по следующей кинематической цепи на шпиндель n_{1 эл}  ∙ i_р.п. ∙ i₁ ∙ i₅ ∙ i₇ ∙ i₈ = n_V = 200 об/мин.

Тогда

,

где;

;

.