Характеристика металлорежущих станков

      Частота вращения:

        мин^-1.

        

      Мощность: кВт

      Выбираем  двигатель с n = 1500 об/мин 4А112М4Уз с мощностью 5,5 кВт.

                                             N_эд > N, где

                    → кВт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

        

3. Проектирование  кинематики привода  частот вращения.

3.1 Диапазон регулирования частоты вращения R_n.

        определяется по формуле:

       .

       .

      Число ступеней z скорости исполнительного органа:

       , где

      φ – знаменатель ряда, для радиально-сверлильных станков

      φ = 1,12 – 1,26

       . Примем z = 18.

      Выбирается  стандартный ряд частот вращения:

      30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 236; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.

      Уточняем  R_n :

       . 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

        
 

3.2 Разработка структурной  формулы привода.

      1) z = 18 = 3[1] 3[3] 2[9]

      2) z = 18 = 3[3] 3[1] 2[9]

      3) z = 18 = 3[2] 3[6] 2[1]

      4) z = 18 = 3[6] 3[2] 2[1]

      5) z = 18 = 3[1] 3[6] 2[3]

      6) z = 18 = 3[6] 3[1] 2[3]

      Строим  структурные сетки:

   

      При выборе оптимального варианта структурной  формулы исходим из того, что чем  более быстроходными являются промежуточные валы, тем меньше их размеры, размеры монтируемых на них деталей и в конечном счёте, габариты коробки передач. В этом отношении вариант 1 предпочтительнее, т.к. для II и III валов n''_max < n'_max. Следовательно, по 1-му варианту для валов II и III будет меньше крутящий момент и, соответственно, меньше размер вала. Для структурных сеток более выгодным является “прогнутый” характер крайней левой ветви.

        

      3.3 Разработка кинематической  схемы привода.

      Строим  график частот вращения:

                                        

                               

      Находим число зубьев передачи:

              

                 a₂ + b₂ = 3

         →   a₃ + b₃ = 18   →   18 – наименьшее общее кратное К

                 a₄ + b₄ = 9

      Определяем  E_min для минимального передаточного отношения :        

      

                

      Сумма чисел зубьев сопряжённых колёс:

      

      Определяем  числа зубьев сопряжённых колёс:

      

      Для второй группы:

                 a₅ + b₅ = 33

                   →   a₆ + b₆ = 9      →   К=99

                  a₇ + b₇ = 18

          Округлим до целого  числа Е = 1

         Округлим 2Z₀ = 100

      

      Для третей группы:

             a₈ + b₈ = 5

              a₉ + b₉ = 3      К = 15 - первоначально

      Пусть К = 30.

      

      

      

      

      Уравнение кинематической цепи:

  об/мин                                                     

      Так как станок специализированный, нарезания  резьбы на нём не осуществляется, следовательно, реверс может осуществляться двигателем.

                                                                                            

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4 Проектирование кинематики  привода подач.

4.1 Диапазон регулирования  R_s.

       

       Выбираем  знаменатель ряда φ = 1,26

       Число ступеней передач:

       

       Стандартный ряд подач:

       0,19; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5.

       4.2 разработка структурной  формулы.

       Z = 12 = 3[1]2[3]2[6]

            

       Z = 12 = 3[4]2[2]2[1]

           

       Выбираем  первый вариант.

       Переходим от геометрического ряда подач S₁, S₂,… S_z к геометрическому ряду частот вращения последнего вращательного звена в цепи подач n₁, n₂,…n_z.

       

       Для сверлильного станка вращательное движение преобразовывается в поступательное с помощью передачи реечное колесо-рейка.

         мм/об,

       где n_р.к. – обороты реечного колеса, совершаемое за время, когда шпиндель сделает один оборот;

       m – модуль реечного колеса;

       z – число зубьев реечного колеса.

       Отсюда:

       Вычислим  соответствующие обороты реечного колеса:

        

                       Приводим к стандартному ряду:

         
            Строим график подач:

       

       Передаточные  отношения:

                                        

                                        

      Находим числа зубьев колёс по использованной раннее методике.

              

                 a₂ + b₂ = 18

         →  a₃ + b₃ = 9   →   18 – наименьшее общее кратное К

                   a₄ + b₄ = 2

      

      Определяем  E_min для минимального передаточного отношения :        

                  Выбираем Е = 3.

      Сумма чисел зубьев сопряжённых колёс:

      

      

                 a₅ + b₅ = 7

                         a₆ + b₆ = 9      →    К=63

          Уточняем

      

                 a₇ + b₇ = 33

                   a₈ + b₈ = 9      →    К = 99

      

      Примем 2·Z₀ = 100

      

      Для червячной передачи ; число заходов червяка k = 2 → Z_k = 16. По стандарту Z = 17.

      

      

      Для полученных на валу VΙΙ значений n необходимо рассчитать соответствующие им нормализованные значения подач:

                                              S = n_р.к. ·π·m·z   мм/об.

      Получаем    S = n_р.к. ·122,46   мм/об

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      5 Расчёт коробки  скоростей.

      

      Определяют  первоначально ориентировочно межосевое  расстояние:

         мм,  где

      Ka – коэффициент, учитывающий материал; Ka = 495, т.к. колесо и шестерня изготовлены из стали;

      U – передаточное число; для понижающих U = 1/i и для повышающих U = i;

      М_Т2 – крутящий момент на валу колеса, Н·м;

      К_Нβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, К_Нβ = 1,3;

      [σ]_Н – допускаемое напряжение, МПа;

      ψ_ва – отношение ширины зубчатого венца к межосевому расстоянию, ψ_ва = 0,2.

      Допускаемые контактные напряжения:

         где

      σ_Н0 – базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев; для стали 50ХН

      σ_Н0 = 2·350 + 70 = 770 МПа;

      S_H – запас прочности, S_H =1,1.

         МПа

      За  n_расч. принимается 95 мин^-1.

      Расчётный крутящий момент на шпинделе:

         Н·м,     где N = 4,6 кВт.

        Н·м – на VI валу.

      На  V валу М_ТV = М_ТVI·i₉·η_V-VI

      М_ТV = 472·1/4·0,96 = 113 Н·м

      Аналогично

      М_ТIV = 113·7/11·0,96 = 69 Н·м

      М_ТIII = 69·4/5·0,96 = 53 Н·м

      М_ТII = 53·7/11·0,96 = 32 Н·м

      М_ТI = 32·4/5·0,96 = 25 Н·м

        мм

        → m = 2

      Отсюда  a_W0 = 90 мм

      

        мм

         → m = 2,5

      Отсюда  a_W1 = 90 мм