Проектирование вертикально фрезерного станка (стр. 1 из 2)

Исходные данные

Тип станка - вертикально фрезерный.

Параметры:

Приведенный диаметр заготовки	d_пр	мм	160
Максимальная длина заготовки	L_max	мм	930
Максимальное количество оборотов	n_max	мин^-1	2000
Минимальное количество оборотов	n_min	мин^-1	40
Продольная подача максимальная	S_п_max	мм/мин	1600
Продольная подача минимальная	S_п_min	мм/мин	50
Максимальная глубина резания	t_max	мм	3.0
Среднее арифметическое значение диаметров шеек валов	d_с_max	мм	40
Среднее арифметическое значение диаметра шпинделя	d_с_min	мм	82.5
Количество ступеней оборотов шпинделя	Z_n	18
Количество ступеней подач	Z_s	16

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:

lgj = lgRn / Zn - 1

где Zn - количеств 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

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_nдля 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.

6. 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 = j^±^u

где j - принятый знаменатель ряда чисел оборотов

u - количество интервалов

i_n1 = 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.

z_вщ = åz / 1+(1/j^±^u)

z_вд = åz - z_вш

Первая группа передач åz = 93

z₁_вщ = 93 / 1+1.26 = 41 z₁_вд = 93 - 41 = 52 i₁^` = 41 / 52 = 0.788

z₂_вщ = 93 / 1+1.26² = 36 z₂_вд = 93 - 36 = 57 i₂^` = 36 / 57 = 0.63

z₃_вщ = 93 / 1+1.26³ = 31 z₃_вд = 93 - 31 = 62 i₃^` = 31 /62 = 0.5

Вторая группа передач åz= 120

z₄_вщ = 120 / 1+1/1.26 = 67 z₄_вд = 120 - 67 = 53 i₄^` = 67 / 53 = 1.264

z₅_вщ = 120 / 1+1.26² = 46 z₅_вд = 120 - 46 = 74 i₅^` = 46 / 74 = 0.721

z₆_вщ = 120 / 1+1.26⁵ = 29 z₆_вд = 120 - 29 = 91 i₆^` = 29 / 91 = 0.318

Третья группа передач åz= 150

z₇_вщ = 150 / 1+1.1.26³ = 100 z₆_вд = 150 - 100 = 50 i₆^` = 100 / 50 = 2

z₈_вщ = 150 / 1+1.26⁶ = 30 z₆_вд = 150 - 30 = 120 i₆^` = 30 / 120 = 0.25

9. Определяем фактические значения частот вращения шпинделя и относительные погрешности

Dn_доп = ± (1 - n_{шп. факт}/ n_{шп. станд}) * 100%£± 10(j-1), %

где Dn_доп - относительная погрешность

Dn_доп= ± 10 (1.26 - 1) = 2.6 %

Подставляя значения формулу фактического значения получаем:

П_1ф = 1460 * i_n1` * i₁` * i₄` * i₇`

П_1ф = 1460 * 0.69 * 0.79 * 1.26 * 2 = 1991.97 DП = 1- 1991.97/2000* 100 = 0.4%

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

П_ф1	999.954 * i₁` * i₄` * i₇`	1991.97	0.4 %
П_ф2	999.954 * i₂` * i₄` * i₇`	1592.26	0.5 %
П_ф3	999.954 * i₃` * i₄` * i₇`	1263.94	1.1 %
П_ф4	999.954 * i₁` * i₅` * i₇`	978.65	2.1 %
П_ф5	999.954 * i₂` * i₅` * i₇`	782.424	2.2 %
П_ф6	999.954 * i₃` * i₅` * i₇`	620.97	1.4 %
П_ф7	999.954 * i₁` * i₆` * i₇`	501.1	0.2 %
П_ф8	999.954 * i₂` * i₆` * i₇`	400.66	0.3 %
П_ф9	999.954 * i₃` * i₆` * i₇`	317.98	0.9 %
П_ф10	999.954 * i₁` * i₄` * i₈`	248.9	0.2 %
П_ф11	999.954 * i₂` * i₄` * i₈`	199.07	0.2 %
П_ф12	999.954 * i₃` * i₄` * i₈`	157.99	0.3 %
П_ф13	999.954 * i₁` * i₅` * i₈`	122.33	2.1 %
П_ф14	999.954 * i₂` * i₅` * i₈`	97.8	2.2 %
П_ф15	999.954 * i₃` * i₅` * i₈`	78.6	2.4 %
П_ф16	999.954 * i₁` * i₆` * i₈`	62.6	0.5 %
П_ф17	999.954 * i₂` * i₆` * i₈`	50.08	0.1 %
П_ф18	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. Диапазон регулирования частот вращения

R_n = S_max / S_min = 1600 / 50 = 32

2. Знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя:

tgj = lg R_n / z_s - 1 = lg 32 / 15 = 0.1

Из приложения 1 выбираем ближайшее стандартное значение для j

j = 1.26

3. Определяем ряд подач (мм/мин)

1600	1269.84	1007.81	799.84	634.80	503.81	399.84	317.33
251.85	199.88	158.63	125.9	99.9	79.3	62.94	50

4. Преобразование вращательного движения выходного вала коробки подач в поступательное

движение стола происходит с помощью

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.

266.67	211.64	167.97	133.31	105.8	83.97	66.64	52.89
41.96	33.31	26.44	20.98	16.65	13.22	10.49	8.33

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.

1269

1007 (266)

799(211)

634 (167)

503 (133)

399 (105)

317 (83)

251 (66)

199 (52)

158 (41)

125 (33)

99 (26)

79 (20)

62 (16)

50 (133)

(10)

(8)

8. Определим количество зубьев и передаточное отношение.