Модернізація приводу головного руху зі ступеневим регулюванням свердлильного верстата (стр. 2 из 3)

Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:

Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:

Оскільки

, кількість зубців в І-й групі збільшуємо до

2.3 Розрахунок зубчастих передач

Орієнтовно модуль зубчастих передач в групі розраховується для пари з найменшим передаточним відношенням:

де N – потужність електродвигуна, кВт;

– допустиме навантаження, Н/мм²;

– розрахункова частота обертання колеса, хв^-1;

– коефіцієнт ширини зубчастого колеса,

;

– кисло зубців колеса;

– коефіцієнт форми зубців;

– коефіцієнт швидкості.

Модуль в І-й групі:

Приймаємо m=3.

Модуль в ІІ-й групі:

Приймаємо m=6.

Модуль в ІІІ-й групі:

Приймаємо m=4.

Розраховуємо міжосьові відстані

Визначаємо діаметри та ширину зубчастих коліс і діаметри валів,

Для І-ої групи:

Для ІІ-ої групи:

Для ІІІ-ої групи:

Оскільки

, тобто не виконується умова монтажу, змінимо сумарну кількість зубців в парах (кратно передаточним відношенням), не виходячи за

Збільшимо сумарну кількість зубців в ІІІ-ій групі в 2 рази, а в ІІ-ій – зменшимо в 2 рази, тоді міжосьові відстані матимуть значення:

Діаметри зубчастих коліс в ІІ-й та ІІІ-й групах:

Тепер умова монтажу виконується:

Ширина зубчастих коліс:

Діаметри валів приймаємо орієнтовно

4.2 Конструювання шпиндельного вузла

Шпиндельні вузли металорізальних верстатів проектуються в більшості випадків з підшипниками кочення в опорах. Використовують в опорах як кулькові, так і роликові підшипники. Підшипники опор повинні витримувати радіальне та осьове навантаження, що діють на шпиндель в процесі роботи верстата. Для протидії осьовому навантаженню упорні підшипники можна проектувати як в передній, так і в задній опорах. Використання радіально-упорних або упорних підшипників в передній опорі більш ефективне, тому що розвантажує шпиндель від осьових сил різання, але при цьому ускладнюється конструкція та розміри передньої опори.

Спеціальні роликові шпиндельні підшипники проектують в опорах шпинделів при максимальній частоті обертання 2000…2500 обертів за хвилину. Вкорочені циліндричні ролики підвищують допустиму швидкість обертання.

Передній кінець шпинделя повинен мати строго стандартизовані як форму, так і розміри.

4.3 Розрахунок радіальної жорсткості шпинделя, розвантаженого від згинного моменту

В процесі роботи металорізального верстата геометрична вісь шпинделя змінює своє положення внаслідок податливості опор від дії сил різання , згинних моментів та зсуву від поперечних сил. Фактичне положення геометричної осі шпинделя буде залежати від жорсткості шпиндельного вузла, яка може бути визначена за принципом суперпозиції.

Розрахункова схема:

Реакції в опорах:

;

Пружне переміщення тіл кочення та кілець підшипників в передній опорі:

Контактна деформація посадочних поверхонь підшипника і корпуса:

Жорсткість передньої опори:

Податливість передньої опори:

Пружне зближення тіл кочення та кілець підшипників в задній опорі:

Контактна деформація підшипників і корпуса задньої опори:

Жорсткість задньої опори:

Податливість задньої опори:

Переміщення переднього кінця шпинделя від згинних навантажень:

– момент інерції шпинделя між опорами;

– момент інерції консолі;

– коефіцієнт защемлення;

Переміщення переднього кінця шпинделя за рахунок податливості опор:

Переміщення переднього кінця шпинделя від зсуву за рахунок поперечних сил:

де

– модуль зсуву,

– площа перерізу консолі шпинделя, мм²;

– площа перерізу шпинделя між опорами, мм²;

Радіальна жорсткість шпиндельного вузла:

Радіальне переміщення шпинделя в точці заміру жорсткості:

4.4 Розрахунок осьової жорсткості шпинделя, розвантаженого від згинного моменту