- •Аннотация
- •Введение
- •1 Кинематическая схема главного привода широкоуниверсального инструментального фрезерного станка
- •График частот
- •1.2 Передаточные отношения и числа передач
- •2.2 Уравнения балансов
- •4 Эскизная компоновка главного привода
- •4.1 Крутящие моменты на валах
- •4.2 Расчетные диаметры валов
- •4.2.1 Расчетные диаметры второго вала
- •4.2.2 Расчетные диаметры третьего вала
- •4.2.3 Расчетные диаметры пятого вала
- •4.2.4 Геометрические параметры горизонтального и вертикального шпинделей
- •4.3 Расчетные диаметры передач и их модули
- •4.3.1 Расчет цилиндрической прямозубой передачи и косозубых передач,,групповой передачи
- •4.3.2 Расчет постоянной цилиндрической прямозубой передачи
- •4.3.3 Расчет поликлиновой ременной передачи
- •5 Проверочный расчет наиболее нагруженного вала
- •6 Расчетные схемы действующих нагрузок на шпиндель
- •6.1 Составление расчетной схемы нагрузок на шпиндель и определение составляющих сил резания и
- •6.2 Определение составляющих сил резания и
- •6.3 Определение сил, действующих в зацеплении зубчатых колес привода шпинделя
- •7 Расчет шпинделя на жесткость
- •7.1 Составление расчетной схемы
- •7.2 Определение упругого перемещения переднего конца шпинделя
- •7.3 Определение угла поворота оси шпинделя в передней опоре
- •7.4 Сопоставление полученных и допускаемых значенийи
- •8 Регулирование натяга подшипников шпиндельных опор
- •9 Смазывание подшипников шпиндельных опор
- •10 Механизм переключения частот вращения шпинделя
- •11 Механизм зажима режущих инструментов
- •12 Технические требования к шпиндельной бабке
- •12.1 Требования, определяющие качество и точность изготовления
- •12.2 Требования к точности монтажа изделия
- •12.3 Требования к настройке и регулирования изделия
- •Прочие технические требования к качеству изделия
- •Условия и методы испытания
- •Правила эксплуатации фрезерных станков
- •Требования охраны труда к конструкции приводов станка
- •13.4 Требования охраны труда к конструкции станка
- •13.5 Требования охраны труда к органам управления станка
- •Литература
7.2 Определение упругого перемещения переднего конца шпинделя
Суммарное упругое перемещение переднего конца шпинделя определяется по формуле
где - перемещения переднего конца шпинделя в плоскостяхXZ и XY
Упругое перемещение переднего конца шпинделя при расчетной схеме с приводным элементом на межопорной части шпинделя может определяться в двух плоскостях – по и по формуле
где ,и– силы резания, Н:, принимаем
принимаем ;
–вылет переднего конца шпинделя, ;
модуль упругости материала шпинделя, МПа
–средний осевой момент инерции сечения консоли переднего конца шпинделя, ;
–средний осевой момент инерции сечения шпинделя между опорами,
расстояние между передней и задней опорами шпинделя, мм;
коэффициент защемления в передней опоре; для данной схемы шпиндельного узла и типов установленных подшипников; принимаем
радиальная жесткость передней опоры, Н/мм;
–радиальная жесткость задней опоры, Н/мм;
–расстояние от приводного элемента на межопорной части шпинделя до передней опоры, мм:
Средний осевой момент инерции сечения консоли переднего конца шпинделя (рисунок 7.2) определяется по формуле
где средний диаметр шеек консоли шпинделя, мм;
- средний диаметр отверстий консоли шпинделя, мм.
Средний диаметр шеек консоли шпинделя определяется по формуле
где – диаметры шеек консоли шпинделя, мм:
–соответствующие длины шеек шпинделя, мм: ,
,
–длина консоли шпинделя, мм: .
Рисунок 7.2 – Расчетная схема шпиндельного узла для определения средних диаметров сечений
Средний диаметр отверстий консоли шпинделя определяется по формуле
где – диаметры отверстий консоли шпинделя, мм:
–соответствующие длины отверстий шпинделя, мм: ,
,
–длина консоли шпинделя, мм: .
Средний осевой момент инерции сечения консоли переднего конца шпинделя
Средний осевой момент инерции сечения шпинделя в пролете между опорами (рисунок 7.2) определяется по формуле
где - средний диаметр шеек межопорной части шпинделя, мм;
- диаметр отверстий шпинделя в межопорной части, мм;
Средний диаметр шеек межопорной части шпинделя определяется по формуле
где ,,,,– диаметры шеек межопорной части шпинделя, мм:
–соответствующие длины шеек межопорной части шпинделя, мм;
–длина межопорной части шпинделя, мм:
Средний диаметр отверстия межопорной части шпинделя определяется по формуле
где ,,,,– диаметры отверстий в межопорной части шпинделя, мм:
–соответствующие длины отверстий в межопорной части шпинделя, мм:
–длина межопорной части шпинделя, мм:
Средний осевой момент инерции сечения шпинделя в пролете между опорами:
Радиальная жесткость передней опоры состоит из суммы радиальных жесткостей радиального двухрядного роликового подшипника с коническим посадочным отверстием и упорно-радиального подшипника с углом контакта 60°, зависит от их диаметра посадочного отверстия и определяется по графику.
Для радиального двухрядного роликового подшипника с коническим посадочным отверстием радиальная жесткость выбирается по графику в зависимости от диаметра посадочного отверстия. Для диаметра посадочного отверстия радиальная жесткость равна
Осевая жесткость упорно-радиального шарикового подшипника с углом контакта 60°рассчитывается по формуле
где – количество тел качения в подшипнике,,
- диаметр тел качения, мм;
сила натяга, Н: ,
–коэффициент, учитывающий погрешность изготовления,
Радиальная жесткость упорно-радиального шарикового подшипника с углом контакта 60°рассчитывается по формуле
Радиальная жесткость передней опоры равна
Радиальная жесткость задней опоры рассчитывается, как жесткость комплексной опоры по формуле:
где – осевая жесткость комплексной опоры, рассчитывается для данной опоры по формуле:
где - сила натяга, Н. Определяется по таблице в зависимости от серии и диаметра подшипника
–динамическая грузоподъемность подшипника,
Радиальная жесткость задней опоры
Перемещение переднего конца шпинделя в плоскости XY
Перемещение переднего конца шпинделя в плоскости XZ
Общее упругое перемещение переднего конца шпинделя
Допустимое перемещение переднего конца шпинделя
–длина межопорной части шпинделя, мм: