Лабораторная работа № 3

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ

Цель лабораторной работы – практическое ознакомление с механизмами, кинематическими схемами и методикой составления уравнения кинематического баланса металлорежущих станков.

Кинематическая схема станка

Передача движений от электродвигателя к рабочим органам станка осуществляется при помощи ряда механизмов: зубчатых, ременных, червячных, винтовых, реечных и др. Условное изображение этих механизмов, соединенных в определенной последовательности в кинематические цепи, называется кинематической схемой [1, 2, 3, 4, 5, 8]. Каждая кинематическая цепь – это система последовательно соединенных элементарных механизмов, обеспечивающих исполнительные движения рабочих органов станка (вращение шпинделя, поступательное перемещение стола станка и т. д.).

На схемах указывают численные значения диаметров шкивов, чисел зубьев зубчатых колес, их модулей зацепления и т. д. Основные условные обозначения для кинематических схем приведены в табл. 3.1.

Т а б л и ц а 3.1. Основные условные обозначения для кинематических схем

22

Схемы ряда типовых механизмов для ступенчатого изменения частот вращения приведены в табл. 3.2.

Т а б л и ц а 3.2. Схемы типовых механизмов изменения частот вращения

23

Окончание табл. 3.2

Уравнение кинематического баланса

Уравнение, устанавливающее функциональную зависимость между величинами перемещений начального и конечного звеньев кинематической цепи, называется уравнением кинематического баланса.

Начальные звенья кинематической цепи в большинстве случаев имеют вращательное движение, конечные звенья получают как вращательное, так и прямолинейное движение.

Если начальное и конечное звенья оба вращаются, то уравнение кинематического баланса может быть представлено в следующем виде:

nн ∙i = nк,

где nк – частота вращения конечного звена (шпинделя), об/мин; nн – частота вращения начального звена (вала электродвигателя), об/мин; i – передаточное отношение кинематической цепи.

24

i = i1 ∙ i2 ∙ i3 ∙...∙ in,

где i1, i2, i3, ..., in – передаточные отношения отдельных кинематических пар цепи.

Если начальное звено имеет вращательное движение, а конечное – прямолинейное (движение подачи), то при минутной подаче Sм уравнение кинематического баланса имеет вид

nн ∙ i ∙ H = Sм,

где H – ход кинематической пары, преобразующей вращательное движение в прямолинейное.

число зубьев реечного колеса.

Когда подача конечного звена Sо задается в миллиметрах на один оборот начального звена, уравнение кинематического баланса имеет вид

1об ∙ i ∙ H = Sо.

При записи уравнения кинематического баланса в развернутом виде передаточное отношение кинематической цепи i расписывают подробно с указанием численных значений параметров, характеризующих механические передачи.

Пример анализа кинематической схемы горизонтально-фрезерного станка модели 6М80Г

Кинематическая схема станка приведена на рис. 3.1.

1. Цепь главного движения (вращения шпинделя).

Уравнение кинематического баланса цепи в общем виде: nшп = nэ ∙ i,

где nшп – частота вращения шпинделя, об/мин; nэ – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Уравнение кинематического баланса цепи в развернутом виде:

25

Количество скоростей вращения шпинделя:

Z = 3 ∙ 2 ∙ 2 = 12.

Максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя:

nmax =1 420 4545 5238 2622 210210 0,985 = 2260 об/мин;

nmin =1 420 3060 2961 2622 210210 0,985 8331 2471 =50 об/мин.

2. Цепь движения подач.

Уравнение кинематического баланса цепи в общем виде:

Sм = nэ ∙ i ∙ t,

где Sм – минутная подача стола станка, мм/мин; nэ – частота вращения вала электродвигателя привода подач, об/мин.

Уравнение кинематического баланса цепи в развернутом виде:

27