126088 (Расчет вертикально-фрезерного станка)

Исходные данные

Тип станка: вертикально фрезерный

Параметры станка:

Кинематический расчет привода главного движения со ступенчатым регулированием

1. Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя по формуле:

Rn = n_max / n_min,

где n_max, n_{min –} соответственно максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя, приведенные в таблице, мин^-1.

Rn = 2000 / 40 = 50.

2. Определяем знаменатель геометрического ряда чисел оборотов шпинделя:

lg = lgRn / Zn – 1,

где Zn – количество ступеней чисел оборотов шпинделя.

lg = lg50 / 18-1 = 0.0999.

Из приложения 1 выбираем ближайшее стандартное значение для :

= 1.26.

3. По значению выбираем стандартный ряд чисел оборотов.

4. На основе имеющихся величин Zn и выбираем оптимальный структурный вариант привода по формуле:

Zn = p₁(x₁) x p₂(x₂) x ... x p_n(x_n),

где p₁, p_n – количество различных передач в каждой группе; x₁, x_n – характеристика группы передач.

18 = 3₍₁₎ x 3₍₃₎ x 2₍₉₎.

Значения x₁, x₂, x_n для = 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 n_дв = 1460 об/мин и строим структурный график чисел оборотов привода главного движения.

7. Определим передаточное отношение в каждой группе передач по формуле:

i = ^u,

где – принятый знаменатель ряда чисел оборотов; u – количество интервалов.

i_n1 = 1000 / 1460 = 0.69;

i₁ = ^-1 = 1.26^-1 = 0.79;

i₂ = ^-2 = 1.26^-2 = 0.63;

i₃ = ^-3 = 1.26^-3 = 0.5;

i₄ = ^-1 = 1.26^-1 = 0.79;

i₅ = ^-2 = 1.26^-2 = 0.63;

i₆ = ^-5 = 1.26^-5 = 0.32;

i₇ = ³ = 1.26³ = 2;

i₈ = ^-6 = 1.26^-6 = 0.25.

8. Определяем число зубьев передач и диаметры шкивов клиноременной передачи.

Расчет чисел зубьев выполняем по стандартной сумме зубьев:

z_вщ = z / 1+(1/^u);

z_вд = z – z_вш.

Первая группа передач z = 93:

z_1вщ = 93 / 1+1.26 = 41 z_1вд = 93 – 41 = 52 i₁^` = 41 / 52 = 0.788;

z_2вщ = 93 / 1+1.26² = 36 z_2вд = 93 – 36 = 57 i₂^` = 36 / 57 = 0.63;

z_3вщ = 93 / 1+1.26³ = 31 z_3вд = 93 – 31 = 62 i₃^` = 31 /62 = 0.5.

Вторая группа передач z = 120:

z_4вщ = 120 / 1+1/1.26 = 67 z_4вд = 120 – 67 = 53 i₄^` = 67 / 53 = 1.264;

z_5вщ = 120 / 1+1.26² = 46 z_5вд = 120 – 46 = 74 i₅^` = 46 / 74 = 0.721;

z_6вщ = 120 / 1+1.26⁵ = 29 z_6вд = 120 – 29 = 91 i₆^` = 29 / 91 = 0.318.

Третья группа передач z = 150:

z_7вщ = 150 / 1+1.1.26³ = 100 z_6вд = 150 – 100 = 50 i₆^` = 100 / 50 = 2;

z_8вщ = 150 / 1+1.26⁶ = 30 z_6вд = 150 – 30 = 120 i₆^` = 30 / 120 = 0.25.

9. Определяем фактические значения частот вращения шпинделя и относительные погрешности:

n_доп = (1 – n_{шп. факт} / n_{шп. станд}) 100 10( – 1),

где n_доп – относительная погрешность.

n_доп = 10 (1.26 – 1) = 2.6 .

Подставляем значения в формулу фактического значения:

П_1ф = 1460 i_n1` i<sub>1</sub>` i₄` i<sub>7</sub>`.

Получаем:

П_1ф=14600.690.791.262=1991.97П=1-1991.97/2000100=0.4.

Аналогично производим вычисления и с другими значениями, результаты сводим в таблицу.

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. Диапазон регулирования частот вращения определим по формуле:

R_n = S_max / S_min.

R_n = = 1600 / 50 = 32.

2. Знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя:

tg = lg R_n / z_s – 1.

tg = lg 32 / 15 – 1= 0.1.

Из приложения 1 выбираем ближайшее стандартное значение для :

= 1.26.

3. Определяем ряд подач (мм/мин):

4. Преобразование вращательного движения выходного вала коробки подач в поступательное движение стола происходит с помощью 5.

5. Для определения частот вращения выходного вала коробки подач n_n (мм/об) необходимо каждое значение ряда подач разделить на передаточное число.

Результаты сводим в таблицу.

6. Выбираем оптимальную структурную формулу:

16 = 4₍₁₎ x 2₍₄₎ x 2₍₈₎.

7. На основе оптимального варианта строим структурную сетку и график частот вращения выходного вала.

8. Определим количество зубьев и передаточное отношение.

Первая группа передач z = 93:

z_1вщ = 93 / 1+1.26 = 41 z_1вд = 93 – 41 = 52 i₁^` = 41 / 52 = 0.788;

z_2вщ = 93 / 1+1.26² = 36 z_2вд = 93 – 36 = 57 i₂^` = 36 / 57 = 0.63;

z_3вщ = 93 / 1+1.26³ = 31 z_3вд = 93 – 31 = 62 i₃^` = 31 /62 = 0.5.

Вторая группа передач z = 120:

z_4вщ = 120 / 1+1/1.26 = 67 z_4вд = 120 – 67 = 53 i₄^` = 67 / 53 = 1.264;

z_5вщ = 120 / 1+1.26² = 46 z_5вд = 120 – 46 = 74 i₅^` = 46 / 74 = 0.721;

z_6вщ = 120 / 1+1.26⁵ = 29 z_6вд = 120 – 29 = 91 i₆^` = 29 / 91 = 0.318.

Третья группа передач z = 150:

z_7вщ = 150 / 1+1.1.26³ = 100 z_6вд = 150 – 100 = 50 i₆^` = 100 / 50 = 2;

z_8вщ = 150 / 1+1.26⁶ = 30 z_6вд = 150 – 30 = 120 i₆^` = 30 / 120 = 0.25.

9. Определим фактические значения частот вращения выходного вала и относительные погрешности при расчете. Величины заносим в таблицу.

Силовой расчет привода главного движения