- •Ю.Н. Гондин, в.А. Колюнов, б.В. Устинов
- •Содержание
- •Опорный конспект лекций
- •1. Основные этапы конструирования станков
- •2. Определение основных технических характеристик станка
- •2.1. Определение предельных значений частот вращения шпинделя и предельных значений подач
- •Скорости резания, допускаемые станками и инструментом, в м/мин
- •Значения Rs и zs
- •2.2. Предварительное определение мощности электродвигателя
- •3. Разработка кинематической схемы
- •3.1. Выбор типа привода
- •3.2. Компоновка привода главного движения
- •3.3. Выбор типа последней передачи
- •Рекомендуемые значения окружных скоростей
- •3.4. Кинематические расчеты коробок скоростей
- •3.4.1. Множительные структуры коробок скоростей
- •Тогда передаточное отношение передач, согласно графику, будет
- •Ряды предпочтительных чисел коробок скоростей
- •Структуры коробок скоростей в зависимости от количества скоростей в приводе
- •3.4.2. Коробки скоростей с бесступенчатым регулированием
- •3.4.3. Коробки скоростей со сложенной структурой
- •Со сложенной структурой
- •3.4.4. Особые множительные структуры
- •Характеристиками передач
- •Частоты вращения вала электродвигателя при и
- •3.5. Особенности кинематического расчета коробок подач
- •И график частот вращения (б)
- •4. Компоновки станков
- •Консольного (I) и бесконсольного (II) фрезерных станков:
- •4.1. Структурный анализ базовых компоновок
- •Компоновке узлов токарного станка
- •Ограничивающих условий
- •4.2. Установление и фиксация взаимосвязи отправных позиций проекта общего вида станка
- •5. Шпиндельные узлы станков
- •5.1. Конструкции шпиндельных узлов на подшипниках качения
- •Основные типы концов шпинделей
- •Точность и быстроходность шпиндельных узлов на разных опорах
- •Границы применимости различных методов смазывания
- •Рекомендуемые для шпинделей марки стали и методы упрочнения
- •Коническом двухрядном в передней опоре
- •В передней опоре
- •Рекомендуемые классы точности подшипников качения для шпинделей станков
- •5.2. Конструкции шпиндельных узлов на подшипниках скольжения
- •Масляными клиньями
- •Рекомендуемые для шпинделей с опорами на подшипниках жидкостного трения марки стали и методы упрочнения
- •5.3. Алгоритм проектирования шпиндельного узла
- •Допустимые значения температуры нагрева наружного кольца подшипника качения в с
- •Выбор типа опор в зависимости от основных параметров шпиндельного узла
- •Приводные элементы шпиндельных узлов в зависимости от класса точности станка
- •6. Проектирование привода главного движения станка
- •С трехступенчатой коробкой скоростей
- •(С прямозубыми передачами)
- •6.1. Устройства для соединения вала двигателя с первым валом коробок скоростей
- •Материал шкивов
- •Геометрические параметры зубчатых ремней
- •Ширина ремня в зависимости от модуля
- •6.2. Передачи зацеплением
- •Характеристика зубчатых колес
- •6.3. Валы
- •Рекомендуемые для силовых зубчатых колес (цилиндрических и конических) марки стали и методы упрочнения
- •Требования к твердости валов и рекомендуемые марки стали и методы упрочнения
- •6.4. Специфика расчета передач коробок скоростей
- •На шпинделе от частоты вращения n
- •Здесь DиDсвыражены в метрах, аС1– в килограммах.
- •6.5. Механизмы переключения коробок скоростей
- •7. Базовые детали и направляющие
- •7.1. Конструктивные формы базовых деталей и материалы
- •7.2. Расчет базовых деталей
- •Значения коэффициентов k1 и k2 в зависимости от расположения перегородок в станине
- •7.3. Конструкция направляющих станков и их расчет
- •Конструктивные схемы направляющих
- •8. Фундаменты станков
- •Факторы, определяющие выбор способа установки станков, обеспечивающего их нормальную работоспособность
- •8.1. Рекомендации по установке станков нормальной точности на фундаменты
- •Высота фундаментов под металлорежущие станки нормальной точности массой до 30 т (сНиП II-б.7-70)
- •8.2. Расчеты фундаментов
- •Характеристики прочности и жесткости грунтов
- •9. Контроль знаний Контрольные вопросы
- •Задачи к экзаменационным билетам
- •Глоссарий
- •Список литературы
Ряды предпочтительных чисел коробок скоростей
Обозначение ряда | |||||||
R20 |
R10 |
R20/3 |
R5 |
R20 |
R10 |
R20/3 |
R5 |
Значение знаменателя ряда φ |
Значения знаменателя ряда φ | ||||||
1,12 |
1,26 |
1,41 |
1,58 |
1,12 |
1,26 |
1,41 |
1,58 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
3,55 |
|
|
|
1,12 |
|
|
|
4,00 |
4,00 |
4,00 |
4,00 |
1,25 |
1,25 |
|
|
4,50 |
|
|
|
1,40 |
|
1,40 |
|
5,00 |
5,00 |
|
|
1,60 |
1,60 |
|
1,60 |
5,60 |
|
5,60 |
|
1,80 |
|
|
|
6,30 |
6,30 |
|
6,30 |
2,00 |
|
2,00 |
|
7,10 |
|
|
|
2,24 |
|
|
|
8,00 |
8,00 |
8,00 |
|
2,50 |
2,50 |
|
2,50 |
9,00 |
|
|
|
2,80 |
|
2,80 |
|
10,00 |
10,00 |
и т.д. |
10,00 |
3,15 |
3,15 |
|
|
|
|
|
|
Разработка кинематической схемы производится на основе графоаналитического расчета после обоснования основных технических характеристик станка.
Графоаналитический расчет коробки скоростей основан на построении графиков частот вращения.
Для проведения графоаналитического расчета необходимы следующие исходные данные:
nmin = n1 – минимальная частота вращения шпинделя, мин-1;
nmax= nк – максимальная частота вращения шпинделя, мин-1;
nдв – частота вращения вала приводного электродвигателя;
Nдв – мощность электродвигателя, кВт;
φ – знаменатель ряда частот вращения.
Кинематический расчет производится в следующей последовательности:
1. Строится сетка-бланк для графика частот вращения шпинделя. Для этого определяется число горизонтальных линий: из нормализованного ряда для данного знаменателя φ выписываются значения частот вращения от nmin до перекрытия nmax (если nmax > nдв) или от nmin до перекрытия nдв (если nдв > nmax). Или аналитически, число горизонтальных линий
или .
Число вертикальных линий, соответствующее числу валов, можно определить по формуле
,
где iср = 2,5 – принимаемое среднее передаточное отношение между соседними валами.
Горизонтальные и вертикальные линии проводятся на равном расстоянии друг от друга – это объясняется свойством геометрического ряда: перепад между соседними ступенями частот есть постоянная величина, равная lg φ.
На первом и последнем валах откладываются соответственно значения частот вращения вала электродвигателя и ступени частот вращения шпинделя.
2. По найденному числу ступеней частот вращения zn определяется структура коробки скоростей: количество групп передач (элементарных двухваловых механизмов, последовательно соединенных между собой) и количество передач в каждой группе. Для наиболее распространенных чисел ступеней частот вращения структура коробки скоростей может быть различной (табл. 3.3). В целях уменьшения осевых размеров коробки скоростей не рекомендуется использовать в одной группе более четырех передач.
Таблица 3.3