metod_15.03.04_atppp_tsa.ump2_2016 (1016611), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для системы с n=1:Пренебрегая корнями уравнения при i =2,3,4,…,n получаем приближеннуюформулу Данкерлея для собственной частоты системы с n = 1 12C 1, рад/сm1 K 111C 12илигде1, Гцm1 K 11(25)m1 –приведенная масса;К11 –податливость системы в точке приложения массы m1.Для системы с n = 2 1, 2C 12гдеK 11 2(m1 K 11  m2 K 22 ) m1 K11  m2 K 22 2 4m1 m2 K212, Гц,bl bb 2 (l  b) 2l bb bl b при; 2 Cr2 lCr1l3EI 1  lCr1  l l  Cr2Cr1 18(26)bl bb 2 (l  b) 2bl bl bb  при;K 11  2 Cr2 lCr1l3EI 1  lCr2 ll  Cr1 Cr2  C3(a  C ) 2  l (1   ) C 2  a C  a2a3K 22  +EI 2EI 23EI 23EI 1 3EI 3+где1Cr1(1   )  a  C a 2 (1   )aC (a  C )(1   )  l ,lCr2  l GFKGFM l MGFб2Fб – площадь сечения борштанги;K 12 оп =0-(a  C )  b  (l  b)3b(l  b)  b 2  2(l  b) 2  оп ;26 EI 1  ly n (l  b)  y З  blC2при b  Спри b = С ;b( y n  y З )  y n  lпри b  Сlyn  laC laC; yn ; yз ;yn  y зCr1  lCr2  lгде m1 – приведенная масса заднего конца и между опорами шпинделя сдеталями;m2 – приведенная масса переднего конца шпинделя и масса патрона, или фланца,борштанги, шлифовального круга.Для приближенного расчёта можно ШУ представить с одной приведенной кпереднему концу массой m1 (т.е.

ШУ с одной степенью свободы) и рассчитыватьсобственную частоту колебаний по выражению (25).Тогдаm1  0,3гдеQ1 Q2Q K 0,5 M  M ,ggg K11(27)Q1 –сила от веса переднего конца шпинделя, Н;Q2 – сила от веса патрона или шлифовального круга или фланца шпинделя, Н;QM - сила от веса межопорной части шпинделя с деталями, Н;19g –9810 мм/с2 –ускорение силы тяжести;KM силаCr  Cr2l3 1-податливость системы в точке приложения силы QM , если48EI 1 4Cr1  Cr2QM приложена посередине между опорами;К11 –податливость системы в точке приложения силы Q2 (выражение (14)).Полученные расчётом собственные частоты колебаний сравниваются счастотами возможных возмущающих воздействий, которые можно определить последующим зависимостям:1.

если источником возмущающих воздействия является дисбаланс, то: вз  ni / 60, Гц,где(28)ni –частоты вращения шпинделя 1/мин.2. если источником возмущающих воздействий является приводное зубчатоеколесо или фреза с числом зубьев Z, то: вз ni  z, Гц,60(29)3. если источником возмущающих воздействий являются погрешности телкачения подшипников опор шпинделя, то: вз 0,46  ni  Z Т .К,60(30)где Zтк — число тел качения в подшипнике.Сравниваются собственные частоты колебаний с частотами возмущающихвоздействий.Если они не совпадут более 20-30%, то резонанс не наступит.

Если онисовпадут, то изменяют какой-либо параметр конструкции ШУ и расчётповторяют.2.10.1 Расчёт устойчивости при резанииРасчёт проводится при проектировании ШУ токарных станков.20Расчёт устойчивости при резании оценивает предельную ширину (и глубину)резания до наступления автоколебаний. Тем самым определяются режимырезания, обеспечивающие резание без автоколебаний и оценивается устойчивостьшпиндельной бабки.Предельная ширина срезаемого слоя металла определяется по зависимости:bгде  K 11  K( C2  T p2   C TP  1) C TP  1,(31)К11 выражение (14);К –удельная сила резания (для стали К 2000 Н/мм2);с –собственная круговая частота колебаний системы;ТP –постоянная времени стружкообразования.Предельная глубина резания определяется по зависимости(32)где- главный угол в плане лезвия инструмента.Чем более устойчив ШУ, тем больше у него ширина срезаемого слояметалла.2.10.2 Расчёт амплитудно-частотной характеристики ШУАмплитудно-частотная характеристика, т.е.

амплитуда колебаний переднегоконца шпинделя от возмущающего воздействия в 1 Ньютон в зависимости отчастоты возмущающего воздействия рассчитывается по зависимостям,полученным путём решения дифференциального уравнения движения системы,составленного на основе второго закона динамики: для одномассовой системы:d2ydym1 2  h  Cy  Qo sin t .dtdt(33)где m1 – приведённая к переднему концу масса шпинделя с деталями.Введя обозначения21h 2b;m1Qo Pom1C K 2;m1и решив уравнение (33) получим значение амплитуды первой формы колебаний(она наибольшая) в зависимости от частоты AKPo22 2 4b 2,(34)2и амплитудно –частотную характеристикуW ус A1Qo m1 ( K 2   2 ) 2  4b 2 2 .(35)Введя выше приведённые обозначения получимW ус где12,(36) 1hm1   2   2   2m1 m1 K 112К11 –см.

выражение (14);h= m1-коэффициент демпфирования;K 11 -логарифмический декремент затухания колебаний.Он зависит от многих факторов. Приближенно для ШУ нароликоподшипниках его можно принять 0,3–0,4; для ШУ нашарикоподшипниках   0,15 – 0,25; для ШУ на гидростатических подшипниках 0,6; для ШУ на гидродинамических подшипниках  0,4; для ШУ навоздушных подшипниках  0,2.Чем меньше значения амплитуд и выше собственная (первая) частота ШУ,тем лучше его динамическое качество.В программе, разработанной в МГУПИ, рассчитывается 22 значенияамплитуд при 22 значениях частот возмущающих воздействий, в том числе и прирезонансе.

При изменении конструктивных параметров ШУ расчётыповторяются.Из рассматриваемых конструкций ШУ лучшая будет иметь более высокиечастоты собственных колебаний, не совпадающие с частотами возмущающихвоздействий и меньше амплитуды колебаний при резонансе, а также большую22ширину срезаемого слоя металла.Результаты каждого расчёта выводятся на экран дисплея.По полученным значениям проектных критериев проектировщик выбираетвариант конструкции ШУ с соответствующими значениями проектныхпараметров.На этом расчёт по предложенным программам заканчивается. Определениеоставшихся проектных параметров можно осуществлять по станку прототипу, порекомендациям[1,5,6].3 Проектные процедуры, не автоматизированные в данной работеНа стадии технического и рабочего проектов ШУ дополнительно квышеописанным выполняются ещё следующие процедуры выбора или расчёта:1.

точность (допустимая погрешность) опор и сопряжённых с нимипосадочных поверхностей шпинделя и корпуса [6, с.19-23]:2. тепловой расчёт, при котором рассчитывается избыточная температураопор и сравнивается с допустимой [6, с. 95-96];3. допуски на размер (посадки) посадочных поверхностей [6, с.43-46];4. выбор типа и расчёт параметров уплотнений опор [6, с.72-81];5. выбор параметров системы смазки [6, с.57-59];6. расчёт долговечности опор [6, с.27-29];7. по полученным параметрам оформляется общий вид ШУ и выполняетсядеталировка.4 Порядок выполнения автоматизированного проектирования ШУПри вызовепроектирования:1.2.3.4.5.6.программынамониторевысветятсядевятьэтаповвыбор типа подшипников опор;выбор компоновочной схемы ШУ;расчёт радиальной и осевой жёсткости опор ШУ;расчёт оптимальной длины межопорной части ШУ;расчёт радиальной жесткости ШУ;расчёт места расположения приводного элемента между опорами и23перемещения переднего конца шпинделя от действия силы резания и силы отпривода;7.

расчёт перемещения переднего конца шпинделя с приводом от ременной(зубчатой) передачи, расположенной на заднем конце шпинделя;8. расчёт собственных частот поперечных изгибных колебаний шпинделя ирасчёт устойчивости шпиндельной бабки при резании;9. расчёт амплитудно-частотной характеристики ШУ.Восьмой этап состоит из двух программ главной программы «Расчётсобственных частот поперечных изгибных колебаний шпинделя» иподпрограммы «Расчёт устойчивости шпиндельной бабки при резании».Исходные данные для второй подпрограммы вводятся непосредственно послепечати на экране результатов расчёта по главной программе. Расчёт устойчивостипри резании проводить только при обработке точением резцом (токарныестанки).Таким образом проектирование ШУ включает десять программ. Для работыможно вызвать любую из них по номеру и в любой последовательности скольконеобходимо раз.Таким образом можно проводить проектирование сразу нескольких (пожеланию разработчика) вариантов конструкций ШУ, отбрасывая постепенно (илив конце проектирования) те конструкции, которые хуже удовлетворяютпоставленным критериям.Для проведения расчётов необходимо иметь с собой:1 справочник по подшипникам [2, 3];2 чертёж ШУ станка прототипа или предварительно продуманную схему ШУ(эскизный проект), выбрав место расположения привода ШУ (междуопорами или на заднем конце шпинделя);3 величины сил резания, действующие на ШУ;4 методические разработки кафедры [1, 6].Из этих данных и технических требований к станку составляются таблицыисходных данных для этапов 1 и 2 и некоторые данные для этапа 3.

Дляостальных этапов и частично для этапа 3 исходные данные будет выдаватьпрограмма на предыдущих этапах.В каждой таблице исходных данных (желательно составлять по прилагаемым24образцам) после исходных данных необходимо оставить место для записи сэкрана результатов расчёта.4.1 Работа с программамиЗапускается файл «Расчёт станков».

Запускается файл «SPINDEL» или GDSRили GDSO. Для выбора электропривода файл «Privod». После запуска программпри введении ошибочных данных расчёт по этапу продолжают до конца, а затемего повторяют.4.2 Входные данные для расчётаЭтап I Исходные данные для выбора типа подшипников опор (файл TIP).Исходные данныеСимвол Единиц Численные значения для своихвывариантов расчётарасчёте измерен примерия1.Диаметрпереднейшейки шпинделяdnмм1002. Максимальная частотавращения шпинделяnmaxоб/мин20003.

Минимальная частотавращения шпинделяnminоб/мин204.Допусккруглостиобработанной поверхности∆rмм0.0055.Параметршероховатостиобработанной поверхностиRaмм0.0006Этап II Исходные данные для выбора номера компоновочной схемы (файлWYBOR)Исходные данныеСимволрасчётев Един Численные значения для своихицы вариантов расчёта25изме примеррения1. Группа станков2.

Класс точности станка1-ток.2-сверл.3-шлиф.6-фрез.1Н(N)П(P)В(W)А(A)С(S)Р3.Диаметрпереднейшейки шпинделяdnмм1004. Максимальная частотавращения шпинделяnmaxоб/мин20005. Тип системы смазки 1подшипников шпинделяпластичная2капельная3-жидкая4масл.туман5впрыскиванием1На экране выводится выбранный номер компоновочной схемы см. рисунок 2и номера передней и задней опор (на рисунке 2 показаны в скобках над опорами)и др. данные.Для дальнейшего проектирования студент может принять эту схему илирассматривать любую свою, синтезировав её номерами передних и задних опор26(см. рисунок 2).Для проведения дальнейших автоматизированных расчётов необходимо иметьсправочник «Подшипники качения» авторов Перель Л.Я., или Бейзельман В.Д.,или Ципкин В.Б.

Характеристики

Список файлов учебной работы