- •Реферат
- •Введение
- •1 Моделирование привода металлорежущего станка
- •1.1 Построение расчетной схемы привода
- •1.2 Расчет моментов инерции и податливостей деталей привода
- •1.3 Распечатка меню программыDynaRс исходными данными
- •1.4 Результаты моделирования статики привода и расчет заданных
- •1.5 Результаты моделирования динамики привода и расчет частот,
- •1.6 Выводы о качестве конструкции анализируемого привода
- •Моделирование шпинделей металлорежущих станков
- •2.1 Построение расчетной схемы шпинделя
- •2.2 Определение параметров опор шпинделя
- •2.3 Выбор точек приложения нагрузок и их расчет
- •2.4 Распечатка меню программыSpincHс исходными данными
- •2.5 Результаты моделирования статического прогиба шпинделя
- •2.6 Результаты моделирования динамики шпинделя
- •2.7 Выводы о качестве конструкции анализируемого шпинделя
- •Список литературы
1.3 Распечатка меню программыDynaRс исходными данными
1.4 Результаты моделирования статики привода и расчет заданных
элементов на прочность
Таблица 2 Нормальные формы колебаний по углу
Таблица 3 Формы колебаний по упругому моменту
Таблица 4 Распределение модального демпфирования по упругим элементам
1.5 Результаты моделирования динамики привода и расчет частот,
генерируемых зубчатыми передачами
Таблица 5 Переходная характеристика по углу
Рассчитываю зубцовые частоты по формуле:
, где ( 0 )
- частота вращения вала, (об/мин)
- число зубьев шестерни
1.6 Выводы о качестве конструкции анализируемого привода
и рекомендации по её улучшению
Анализ расчетов динамической податливости по углу показывает, что:
Максимальная амплитуда наблюдается при частоте ω=133 Гц.
При частоте свыше ω=133Гц наблюдается снижение амплитуды и при частоте свыше 200Гц е стремится к нулю поэтому для привода предпочтительна работа при частотах свыше 150Гц
Анализ расчетов нормальных форм колебаний по углу закручивания в основных точках привода показывает:
Высокую жесткость привода в точке 7 угол закручивания не превышает φ= -0,293
Нормальную жесткость привода от точки 7, однако, при частоте ω=133Гц, угол закручивания увеличивается от φ=-0,293, до в 13 точке φ=4,43
От 1 точки до 2 точки угол закручивания повышается в пределах допустимых значений при ω=8,1Гц φ=9,55, при остальных частотах примерно равен нулю.
При ω=226Гц, угол закручивания достигает максимума в третьей точке φ=14. Однако при остальных частотах угол закручивания довольно низкий, поэтому нежелательна работа привода на указанной частоте.
В дополнение можно заметить, что рассчитанные зубцовые частоты:
ω1=108 Гц - рабочая частота колебаний 1-го вала, при этом e=0,85∙10-4 рад/Нм находится в начале всплеска амплитуды
ω2=128 Гц - рабочая частота колебаний 2-го вала, при этом e=0,27∙10-4рад/Нм.
ω3=126 Гц - рабочая частота колебаний 3-го вала, при этом e=0,21∙10-4рад/Нм
То есть разработанный привод не обеспечивает работу в заданном диапазоне скоростей и режимов резания. Для обеспечения нормальной работы можно порекомендовать увеличить ширину зубчатых колес, а также увеличить диаметр валов.
Моделирование шпинделей металлорежущих станков
2.1 Построение расчетной схемы шпинделя
Расчетная схема шпинделя строится по чертежу общего вида. Для этого на шпинделе проставляем узловые точки в местах существенного изменения диаметров, в местах расположения опор, в местах расположения сосредоточенных нагрузок. Расчетная схема представляет собой систему стержней, сосредоточенных податливостей и масс. В пояснительной записке представлена лишь упрощенная схема шпинделя:
Рисунок 2 Расчетная схема шпинделя
Из рисунка видно, что всего в данной схеме 7 узловых точек, причем точки 4 и 7 являются сосредоточенными массами. По чертежу общего вида точка 4 это колесо зубчатого зацепления, а точка 7 это фланец шпинделя. Параметры стержней определяются по геометрическим размерам по чертежу общего вида.
2.2 Определение параметров опор шпинделя
Параметры сосредоточенных податливостей определяем в два этапа. В начале по чертежу общего вида определяем тип подшипников и диаметры их внутренних и наружных колец. Затем, используя программу OPORA и вводя параметры подшипников, определяем радиальную и угловую податливость для каждого подшипника. Для данного шпинделя определяем:
- первый подшипник – это тендем из двух радиально-упорных шариковых подшипников
- второй подшипник – это радиальный двухрядный с короткими цилиндрическими роликами