металлорежущие станки

6.4 Расчет шпиндельного узла на жесткость.



где - прогиб шпинделя;
- сила резания;
- движущая сила привода;
- крутящий момент на шпинделе;
- делительный диаметр зубчатого колеса;
- жесткости опор A и B;
- усредненные моменты инерции шпинделя соответственно на консоли и в пролете между опорами;
- модуль упругости материала шпинделя;
- расстояние между опорами;
- длина консоли;
- расстояние от межопорной силы соответственно до опор А и В.



где - угол наклона оси шпинделя.

 

...

1 Техническое задание. 3
2. Анализ чертежа детали и технологического процесса обработки. 3
2.1 Служебное назначение детали 3
2.2 Технологичность детали. 3
2.3 Анализ применяемой заготовки и обрабатываемого материала. 6
3 Определение основных параметров и технических характеристик проектируемого привода. 7
3.1 Расчет режимов резания. 7
3.2 Расчет мощности привода главного движения. 7
3.3 Выбор электродвигателя. 8
4 Разработка кинематической схемы привода главного движения. 9
4.1 Расчет диапазонов регулирования. 9
4.2 Определение числа зубьев и построение графиков частот. 10
4.3 Расчет наибольших крутящих моментов. 12
4.4 Определение модулей. 14
4.5 Определение предварительного межосевого расстояния. 15
4.6 Расчет отклонений частот вращения. 15
4.7 Проверка допустимых скоростей зубчатых колес. 16
5 Проектировочный расчет. 17
5.1 Расчет диаметров валов. 17
5.2 Геометрический расчет зубчатых передач. 18
5.3 Ширина зубчатого венца. 20
5.4 Расчет ременной передачи. 20
6 Проверочный расчет. 27
6.1 Проверочный расчет зубчатых передач. 27
6.2 Проверочный расчет коробки скоростей. 29
6.3 Расчет шлицевого соединения. 32
6.4 Расчет шпиндельного узла на жесткость. 34
Список литературы 36

1 Техническое задание.
Спроектировать коробку скоростей к вертикально фрезерному станку 6Р12Ф3 с ЧПУ
2. Анализ чертежа детали и технологического процесса обработки.
2.1 Служебное назначение детали

Корпус является ответственной деталью универсального сервопривода М-1000 и входит в состав механизма перемещения жгута, устанавливаемого на подвижную часть. Подвижная часть служи связующим звеном между блоком управления и рабочим органом, установленном на станке с ЧПУ.
Наиболее важной характеристикой данной детали является надежность. Согласно многочисленным теоретическим и практическим исследованиям, наиболее уязвимыми, с точки зрения надежности, являются элементы совершающие периодические движения. К таким элементам относится подвижное соединение сервопривода, в состав которого входит детал ь «Корпус». Поэтому обеспечение высокого качества и точности рабочих поверхностей детали является важной конструкторской и технологической задачей.
На чертеже детали «Корпус» приведены 3 проекций детали, а также необходимое количество видов и сечений, что позволяет составить полное представление о геометрии детали и ее служебном назначении.
Деталь «Корпус» относится к 73 классу деталей в соответствии с ЕСКД.
Взаимное расположение поверхностей определено однозначно: чертеж содержит все необходимые размеры с допусками, требования к точности формы, взаимного расположения, формы и взаимного расположения, требования к качеству поверхностного слоя.
2.2 Технологичность детали.
«Корпус» представляет собой деталь основу, массой 0,581 кг. Форму детали можно отнести к средней сложности.
Деталь имеет 4 ступенчатых отверстия Ø3,5 с резьбой М3, три ступенчатых отверстия Ø11, а так же два ступенчатых отверстия Ø5. Кроме того, имеются два боковых паза под напрвляющие.
Учитывая требования, которые предъявляются к технологичности конструкций деталей, обрабатываемых на универсальных станках и станках с ЧПУ, а также серийный тип производства, можно отметить следующее:
- конструкция детали в полной мере обеспечивает возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления;
- конфигурация детали обеспечивает свободный доступ инструмента для обработки поверхностей;
- обеспечивается возможность надежного и удобного базирования детали при обработке;
- размеры и поверхности детали имеют соответственно рациональную точность и шероховатость, достижение которых в процессе обработки не должно вызвать больших трудностей.
Принимая во внимание все выше сказанное, следует признать технологичность конструкции детали удовлетворительной как для производства заготовки, так и для последующей механической обработки с использованием станков с системами числового программного управления.
Комплект основных конструкторских баз составляют:
Опорная поверхность с габаритами 135х42- основная конструкторская опорная явная база.
Оси ступенчатых отверстий Ø5 и Ø11 – основная конструкторская двойная опорная мнимая база.
Оси 4 ступенчатых отверстий Ø3,5– основная конструкторская двойная опорная мнимая база.
Формулирование основных технологических задач
Точность размеров
Диаметральные размеры: цилиндрическая поверхность Ø27n5 выполнена по 5 квалитету, цилиндрическая поверхность Ø33m5 выполнена по 5 квалитету, цилиндрическая поверхность Ø31,9f7 выполнена по 7 квалитету, цилиндрическая поверхность Ø50d9 выполнена по 9 квалитету, цилиндрические поверхности Ø56,6h11, Ø38,9h11, Ø46,8h11, Ø52h11 выполнены по 11 квалитету, отверстие Ø20H12 выполнено по 12 квалитету, отверстия маслоканалов Ø1H14 выполнены по 14 квалитету. Остальные цилиндрические поверхности Ø55, Ø27, Ø24,8, Ø30, Ø38, Ø2,2, межосевой диаметр Ø45, диаметры отверстий Ø24, Ø14 выполнены по 12 квалитету точности.
Линейные размеры: размер, определяющий положение площадок относительно оси детали, 54,41 выполнен по 6 квалитету, размеры, определяющие положение маслоканалов 1,5; 10,50,5; 9,50,5, соответствуют 12-13 квалитету точности, размеры, определяющие глубину отверстий 78 и 46, размеры 19, 25, 12, 1,6, 4 , 44, 5,5, , ширина канавки 5, 3 соответствуют 12 квалитету точности, размеры 20 , 80,1, 2,50,3, соответствуют 12 квалитету, размеры 131Н11, 66,5H11 соответствует 11 квалитету, размер 55Н12 28Н12 соответствует 12 квалитету.