Исходные данные
Тип станка: вертикально фрезерный
Параметры станка:
Приведенный диаметр заготовки
dпр
мм 160 Максимальная длина заготовки
Lmax
мм 930 Максимальное количество оборотов
nmax
мин-1
2000 Минимальное количество оборотов
nmin
мин-1
40 Продольная подача максимальная
Sп max
мм/мин 1600 Продольная подача минимальная
Sп min
мм/мин 50 Максимальная глубина резания
tmax
мм 3.0 Среднее арифметическое значение диаметров шеек валов
dс max
мм 40 Среднее арифметическое значение диаметра шпинделя
dс min
мм 82.5 Количество ступеней оборотов шпинделя
Zn
18 Количество ступеней подач
Zs
16
Кинематический расчет привода главного движения со ступенчатым регулированием
1. Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя по формуле:
Rn = nmax / nmin,
где nmax, nmin – соответственно максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя, приведенные в таблице, мин-1.
Rn = 2000 / 40 = 50.
2. Определяем знаменатель геометрического ряда чисел оборотов шпинделя:
lgj = lgRn / Zn – 1,
где Zn – количество ступеней чисел оборотов шпинделя.
lgj = lg50 / 18-1 = 0.0999.
Из приложения 1 выбираем ближайшее стандартное значение для j:
j = 1.26.
3. По значению j выбираем стандартный ряд чисел оборотов.
2000 1600 1250 1000 800 630 500 400 315 250 200 160 125 100 80 63 50 40
4. На основе имеющихся величин Zn и j выбираем оптимальный структурный вариант привода по формуле:
Zn = p1(x1) x p2(x2) x ... x pn(xn),
где p1, pn – количество различных передач в каждой группе; x1, xn – характеристика группы передач.
18 = 3(1) x 3(3) x 2(9).
Значения x1, x2, xn для j = 1.26 должны удовлетворять условию:
для понижающих передач x1 = 6;
для понижающих передач x2 = 3.
5. По выбранному оптимальному структурному варианту привода строим структурную сетку.
Задаемся частотой вращения электродвигателя nдв = 1460 об/мин и строим структурный график чисел оборотов привода главного движения.
7. Определим передаточное отношение в каждой группе передач по формуле:
i = j±u,
где j – принятый знаменатель ряда чисел оборотов; u – количество интервалов.
in1 = 1000 / 1460 = 0.69;
i1 = j-1 = 1.26-1 = 0.79;
i2 = j-2 = 1.26-2 = 0.63;
i3 = j-3 = 1.26-3 = 0.5;
i4 = j-1 = 1.26-1 = 0.79;
i5 = j-2 = 1.26-2 = 0.63;
i6 = j-5 = 1.26-5 = 0.32;
i7 = j3 = 1.263 = 2;
i8 = j-6 = 1.26-6 = 0.25.
8. Определяем число зубьев передач и диаметры шкивов клиноременной передачи.
Расчет чисел зубьев выполняем по стандартной сумме зубьев:
zвщ = åz / 1+(1/j±u);
zвд = åz – zвш.
Первая группа передач åz = 93:
z1вщ = 93 / 1+1.26 = 41 z1вд = 93 – 41 = 52 i1` = 41 / 52 = 0.788;
z2вщ = 93 / 1+1.262 = 36 z2вд = 93 – 36 = 57 i2` = 36 / 57 = 0.63;
z3вщ = 93 / 1+1.263 = 31 z3вд = 93 – 31 = 62 i3` = 31 /62 = 0.5.
Вторая группа передач åz = 120:
z4вщ = 120 / 1+1/1.26 = 67 z4вд = 120 – 67 = 53 i4` = 67 / 53 = 1.264;
z5вщ = 120 / 1+1.262 = 46 z5вд = 120 – 46 = 74 i5` = 46 / 74 = 0.721;
z6вщ = 120 / 1+1.265 = 29 z6вд = 120 – 29 = 91 i6` = 29 / 91 = 0.318.
Третья группа передач åz = 150:
z7вщ = 150 / 1+1.1.263 = 100 z6вд = 150 – 100 = 50 i6` = 100 / 50 = 2;
z8вщ = 150 / 1+1.266 = 30 z6вд = 150 – 30 = 120 i6` = 30 / 120 = 0.25.
9. Определяем фактические значения частот вращения шпинделя и относительные погрешности:
Dnдоп = ± (1 – nшп. факт / nшп. станд) * 100% £ ± 10(j – 1), %
где Dnдоп – относительная погрешность.
Dnдоп = ± 10 (1.26 – 1) = 2.6 %.
Подставляем значения в формулу фактического значения:
П1ф = 1460 * in1` * i1` * i4` * i7`.
Получаем:
П1ф=1460*0.69*0.79*1.26*2=1991.97DП=1-1991.97/2000*100=0.4%.
Аналогично производим вычисления и с другими значениями, результаты сводим в таблицу.
Пф1
999.954 * i1` * i4` * i7`
1991.97 0.4 %
Пф2
999.954 * i2` * i4` * i7`
1592.26 0.5 %
Пф3
999.954 * i3` * i4` * i7`
1263.94 1.1 %
Пф4
999.954 * i1` * i5` * i7`
978.65 2.1 %
Пф5
999.954 * i2` * i5` * i7`
782.424 2.2 %
Пф6
999.954 * i3` * i5` * i7`
620.97 1.4 %
Пф7
999.954 * i1` * i6` * i7`
501.1 0.2 %
Пф8
999.954 * i2` * i6` * i7`
400.66 0.3 %
Пф9
999.954 * i3` * i6` * i7`
317.98 0.9 %
Пф10
999.954 * i1` * i4` * i8`
248.9 0.2 %
Пф11
999.954 * i2` * i4` * i8`
199.07 0.2 %
Пф12
999.954 * i3` * i4` * i8`
157.99 0.3 %
Пф13
999.954 * i1` * i5` * i8`
122.33 2.1 %
Пф14
999.954 * i2` * i5` * i8`
97.8 2.2 %
Пф15
999.954 * i3` * i5` * i8`
78.6 2.4 %
Пф16
999.954 * i1` * i6` * i8`
62.6 0.5 %
Пф17
999.954 * i2` * i6` * i8`
50.08 0.1 %
Пф18
999.954 * i3` * i6` * i8`
39.8 0.4 %
Таким образом, получаем, на всех ступенях относительную погрешность не превышающую предельно допустимую (2,6%).
Кинематический расчет привода подач со ступенчатым регулированием
Расчет привода подач ведем аналогично расчету привода главного движения.
1. ............
