Расчет технических параметров станков (стр. 2 из 5)

;

где,

d- диаметр шлицев на шпинделе.

Определяем диаметр шлицев на шпинделе:

Принимается предварительно d=D_max,следовательно, d=30мм.

Определяем коэффициент трения в направляющих пиноли и на шлицах шпинделя:

Принимаем

.

2. Кинематический расчет передач проектируемого привода

В данной работе ведется проектирование коробки скоростей вертикально-сверлильного станка.

Диапазон регулирования частот ступенчатой части привода:

,

где:

n_max = 1683,7 об/мин–максимальная частота вращения шпинделя, (см. п.1.9);

n_min = 81,95 об/мин–минимальная частота вращения шпинделя, (см. п.1.8).

Таким образом,

.

Определение числа ступеней подач [6]

,

где R_n = 20,545 – см. п. 2.1;

φ – знаменатель геометрического ряда коробки подач, выбираем φ = 1,41 для вертикально-сверлильного станка;

.

Принимаем полученное значение равным: z = 11(исходя из ряда).

Выбираем значения подач из нормального ряда чисел в станкостроении [3], который соответствует выбранному знаменателю ряда:

63; 90; 125; 180; 250; 355; 500;710;1000;1400;2000 об/мин.

Построение структурной сетки

Формула структуры привода имеет следующий вид:

.

Структурная сетка привода

р₁ = 2 р₂ = 2 р₃ = 2

х₁ = 2 х₂ = 3 х₃ = 5

х₃ = 5, так как для обеспечения 11 ступеней подач, необходимо одну перекрыть.

Рисунок 1

Разработка кинематической схемы

За основу разрабатываемой схемы коробки подач возьмем кинематическую схему станка-аналога 2А135 [4].

Кинематическая схема коробки скоростей

Рисунок 2

Построение графика подач

График подач строится в соответствии с разработанной кинематической схемы станка. Он отражает подачи всех валов привода. Для построения графика используем структурную сетку. Причем понижающие i_min и повышающие i_max передаточные отношения должны соблюдать условия [10]:

; .

Диапазон регулирования групповой передачи должен быть:

.

Исходя из этих условий, назначим минимальные передаточные отношения в коробке подач:

; ; .

Примем передаточные отношения одиночных передач:

; .

График подач

Рисунок 3

Назначение чисел зубьев шестерен

Числа зубьев в групповых передачах назначаем по таблице 3 [8].

Таблица 1 Числа зубьев шестерен групповых передач

Sz = 75		Sz = 78		Sz = 80
			1		1

Числа зубьев шестерен одиночных передач:

; .

Определим передаточное отношение i₁:

Уравнения кинематического баланса

Поскольку все передаточные отношения получаются с погрешностью, значения подач также получаются неточными. Отклонение значений частот вращения не должно превышать величины:

Δ ≤ ±10ּ(φ – 1) %.

Для знаменателя φ = 1,41 эта величина составляет Δ = 4,1 %.

1) Значение подачи на графике: S = 0,18 мм/об.

Фактическое значение частоты вращения:

.

Отклонение значения подачи:

.

2) Значение подачи на графике: S = 0,25 мм/об.

Фактическое значение подачи:

.

Отклонение значения подачи:

.

3) Значение подачи на графике: S = 0,355 мм/об.

Фактическое значение подачи:

.

Отклонение значения подачи:

.

4) Значение подачи на графике: S = 0,5 мм/об.

Фактическое значение подачи:

.

Отклонение значения подачи:

.

5) Значение подачи на графике: S = 0,71 мм/об.

Фактическое значение подачи:

.

Отклонение значения подачи:

.

6) Значение подачи на графике: S = 1 мм/об.

Фактическое значение подачи:

.

Отклонение значения подачи:

.

7) Значение подачи на графике: S = 1,4 мм/об.

Фактическое значение подачи:

.

Отклонение значения подачи:

.

Отклонения значений частот вращения не выходят за пределы допустимой величины.

3. Прочностные расчеты передач, валов, шпиндельного узла

Расчет передачи колесо-рейка.

Принимаем передачу колесо-рейка, используя станок аналог 2А135.

Определяем контактные напряжения:

,

где,

M – момент на реечном колесе;

b– ширина зубчатого колеса; b=(8…12)m, принимаем b=8m=28мм;

k_v– коэффициент, зависящий от скорости вращения зубчатого колеса. При V<<1м/с принимаем k_v=1.

m и z– модуль и число зубьев зубчатого колеса.

где,

Q- тяговая сила, необходимая для осуществления подачи, Q=21256,5Н

(см. п. 1.21.1).

Определяем изгибные напряжения:

где,

- угол наклона зуба, для прямозубого колеса ;

y- коэффициент формы зуба, для ориентировочного расчета принимаем

y=0,1.

Исходя из полученных значений контактных и изгибных напряжений, принимаем Сталь 45, способ термической обработки закалка.

[

]=1000МПа, [ ]=250МПа.