Расчет главных приводов станков с ЧПУ

О г л а в л е н и е

В в е д е н и е. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.

ГЛАВНЫЕ ПРИВОДЫ СТАНКОВ С ЧПУ

И ИХ ОСОБЕННОСТИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.1. Структура пояснительной записки

курсового проекта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

2.2. Содержание графической части курсового проекта. . . .

15

3.

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ГЛАВНОГО ПРИВОДА СТАНКА. . . . .

17

3.1. Основные технические параметры

главного привода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

3.2. Расчет и обоснование режимов резания. . . . . . . . . . . . .

18

3.3. Определение предельных частот

вращения шпинделя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

3.4. Определение сил резания и мощности привода. . . . . . .

20

4.

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГЛАВНОГО ПРИВОДА

С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

СТАНКА С ЧПУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

4.1. Особенности электромеханического регулирования

частот вращения главного привода. . . . . . . . . . . . . . . . .

22

4.2. Этапы кинематического расчета главного привода

станков с ЧПУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

4.3. Определение числа зубьев колес зубчатых передач

привода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

5. РАСЧЕТ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ. . . . . . . . .

37

5.1. Расчет крутящего момента

на валу электродвигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

5.2. Расчет крутящих моментов на любом валу привода. . .

38

5.3. Расчет крутящего момента на шпинделе. . . . . . . . . . . . .

39

6.

РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ГЛАВНЫХ

ПРИВОДОВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

6.1. Выбор материала и термообработки зубчатых колес. . . .

40

6.2. Определение допускаемых напряжений. . . . . . . . . . . . .

40

7. РАСЧЕТ ВАЛОВ ПРИВОДА СТАНКА. . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

7.1.

Особенности расчета валов коробок скоростей. . . . . . .

44

7.2.

Проектировочный расчет валов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45

7.3.

Проверочный расчет валов на статическую

прочность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

7.4.

Расчет валов на усталостную прочность. . . . . . . . . . . . .

47

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ. . . . . . . . . .

48

8.1.

Назначение шпиндельного узла и основные требова-

ния. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

8.2.

Основные задачи при проектировании

шпиндельного узла. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

8.3.

Кинематические схемы шпиндельных узлов. . . . . . . . .

50

8.4.

Виды приводных передач шпинделя. . . . . . . . . . . . . . . .

51

8.5.

Основные конструктивные параметры

шпиндельного узла. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

8.6.

Особенности конструкции шпиндельного узла. . . . . . .

54

8.7.

Расчетные схемы и определение нагрузок, действую-

щих на шпиндельный узел. . . . . . . . . . . . . . . .

56

8.8.

Расчетные схемы шпиндельного узла

на жесткость. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59

8.9.

Расчет шпиндельного узла на жесткость. . . . . . . . . . . . .

61

8.10.

Расчет шпиндельных опор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

64

8.11.

Конструирование шпиндельных узлов. . . . . . . . . . . . . .

64

РАСТОЧНОГО СТАНКА С ЧПУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

9.1. Определение мощности привода

и выбор двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

9.2. Кинематический расчет главного привода. . . . . . . . . . .

67

9.3. Описание кинематической схемы главного

привода станка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

79

9.4. Расчет крутящих моментов на валах и шпинделе. . . . .

81

9.5. Проектный и проверочный расчет

зубчатых передач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

175

9.6.

Проектный расчет валов и шпинделя. . . . . . . . . . . . . . .

104

9.7.

Проверочный расчет наиболее нагруженного вала. . . .

108

9.8.

Расчетная схема и определение нагрузок

на шпиндель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

116

9.9.

Расчетные схемы и расчет шпинделя

на жесткость. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

120

9.10. Регулирование натяга в подшипниках

шпиндельных опор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

128

9.11. Смазывание подшипников шпиндельных опор. . . . . . .

129

9.12. Принцип работы механизма зажима и разжима ин-

струмента. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

131

9.13. Механизм переключения диапазонов регулирования

частот вращения шпинделя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

133

9.14. Обоснование технических требований. . . . . . . . . . . . . .

135

9.15. Требования охраны труда к конструкции проектируе-

мого станка и при его эксплуатации. . . . . . .

137

9.16. Технико-экономические показатели проекта. . . . . . . . .

140

Л и т е р а т у р а. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

147

ПРИЛОЖЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

149