Проектирование модуля главного движения станка сверлильно-фрезерно-расточной группы (стр. 2 из 4)

Dф=40 мм
Рx, Н	264
Рy, Н	211
Рz, Н	528
М, Н×м	10,561
Nэф, кВт	9491

При нарезании резьбы скорость резания принимаем по каталогу“Станкин” V=12,6 м/мин и V=12,6 м/мин при обработке стали метчиком d=6мм и d=16мм соотвественно.

Dс=6 мм	Dс=16 мм
Рx, Н	34,8	1058,4
Рy, Н	223,7	1446,7
Рz, Н	655,7	3126,3
М, Н×м	1,107	18,298
Nэф, кВт	0,076	1,139

3.2.2 Определение предельных частот вращения шпинделя

Частоту вращения шпинделя рассчитываем по следующей формуле:

, (1)

При фрезеровании n=9000 об/мин.

При нарезании резьбы n=35,5 об/мин.

3.3 Технические характеристики станков-аналогов

Технические характеристики станков-аналогов приведены в таблице 5.

Таблица 5

Технические характеристики станков-аналогов

Модель станка-аналога	nmax, об мин	nmin, об мин	N, кВт
КМЦ-600	3000	21.2	14
2Д450	4000	40	3
6Н81	4000	40	7.5

Сравнивая значения технических характеристик проектируемого модуля и станков-аналогов, приходим к выводу, что разрабатываемый модуль будет отличаться не очень широким диапазоном регулирования в области завышенных частот. Мощность электродвигателя целесообразно принять равной N=8,5 кВт.

4 Определение компоновок станка и модуля

В процессе составления компоновки станка принимаем во внимание типовые компоновки на примере станков-аналогов. Наиболее приемлемой представляется компоновка со встроенным приводом, позволяющая сократить число составных частей и деталей станка.

Рис 4. Общая компоновка станка

1-шпиндель

2-шпиндельная бабка

3-поворотный стол

4-электродвигатель

5-продоьлные салазки

6-станина

7-колонна

5 Разработка кинематической схемы модуля

5.1 Выбор электродвигателя

На основании полученных данных (п.3.2.2.):

nmax =9000 об/мин

nmin =35,5 об/мин

N=8,5кВт.

Mэmax=18 Нм,

з предложенного перечня двигателей выбираем электродвигатель 1PH7103-NG (двигатель постоянного тока с бесступенчатым регулированием).

Nном, кВт	8,5
nэд max об/мин	7500
nном об/мин	2000
M, Н×м	33

5.2 Определение диапазонов регулирования с постоянной мощностью и постоянным моментом

5.2.1 Определение диапазона регулирования частот вращения шпинделя

Диапазон регулирования электродвигателя определяем по формуле:

(2)

5.2.2 Определение диапазонов регулирования с постоянной мощностью и постоянным моментом

Диапазон регулирования с постоянной мощностью определяем по формуле:

(3)

где b=4 для многоцелевых станков.

С учётом найденных параметров технических характеристик и типа привода

Диапазон регулирования с постоянным моментом определяем по формуле:

(4)

5.3 Определение ряда регулирования переборной коробки

5.3.1 Предварительное определение ряда регулирования переборной коробки

Первоначально знаменатель ряда, принимается равным диапазону регулирования двигателя с постоянной мощностью (RЭР), и должен быть меньше него, как минимум на 5%.

(5)

(6)

5.3.2 Уточнение знаменателя ряда регулирования коробки и диапазонов регулирования

При округлении числа ступеней коробки в большую сторону фактический знаменатель ряда уменьшается. Необходимо уточнить его значение.

(7)

Диапазоны регулирования необходимо уточнить по принятому окончательно значению знаменателя.

(9)

(10)

5.4 Уточнение характеристик электродвигателя

С уменьшением знаменателя ряда частот коробки диапазон регулирования привода по полю может быть уменьшен до значения jК, поэтому максимальная частота вращения электродвигателя снижается:

(11)

Минимальная частота вращения электродвигателя определяется диапазоном регулирования привода с постоянным моментом.

5.5 Выбор типа привода

Для заданного числа ступеней коробки предпочтительным является использование встроенного привода с автоматической переборной коробкой с использованием подвижных блоков колёс перемещаемых с помощью кулачкового механизма. В данном случае приемлем вариант с нормальной структурой: 1*2*2=4.

5.6 Составление структурной сетки привода

Для выбранной структуры привода главного движения выбирается прямой кинематический порядок привода: 1*2*2=4.

В соответствии с этим структурная сетка привода будет выглядеть так:

Окончательно принимаем следующую кинематическую схему. Кинематическая схема привода модуля главного движения показана на рисунке 6.

Рис. 5 Структурная сетка

Рис 6. Кинематическая схема привода модуля главного движения

5.7 Построение графика частот вращения шпинделя

Рис 7. График частот вращения шпинделя

5.8 Определение передаточных отношений шпинделя

С помощью графика частот (Рис 7.) определяем все передаточные отношения.

5.9 Определение чисел зубьев передач

Исходя из значений передаточных отношений, определим числа зубьев передач табличным методом.

Суммарное число:

6 Расчёты и разработка конструкции модуля с применением ЭВМ

6.1 Расчёт мощности на валах

Мощность на i-том валу:

где

- коэффициент потери мощности для i-того вала.

Коэффициенты принимаются по рекомендациям [2]

Для первого вала:

;

где

- КПД пары подшипников, рекомендуют ; ;

- КПД зубчатой постоянной передачи, рекомендуют ; ;

Для второго вала:

Для третьего (шпиндель) вала: