2.3 Выбор точек приложения нагрузок и их расчет

Для сосредоточенных масс вычисляем массы при помощи программы КОМПАС. Таким образом, масса колеса т.е. точки 4 равна 6,7 кг, а масса фланца точки 6 шпинделя 1,9 кг, тогда момент инерции фланца и зубчатого колеса рассчитываем по формуле:

, где ( 0 )

m – масса фланца, кг;

R – радиус фланца, м;

кг/м²

кг/м²

2.4 Распечатка меню программыSpincHс исходными данными

Расчетная схема шпинделя моделируется на ПЭВМ в интерактивном режиме с помощью пакета прикладных программ SPINCH. Итак результаты моделирования статического прогиба шпинделя проанализированы по нормам точности и жесткости. Результаты моделирования динамики, а именно модальные параметры шпинделя, собственные формы колебаний, АЧХ по изгибным и осевым деформациям в конечных узловых точках представлена в курсовом проекте, а также в графическом (см.лист 2 формат А1). Все полученные результаты проанализированы и сделаны соответствующие выводы о работоспособности станка.

2.5 Результаты моделирования статического прогиба шпинделя

Таблица 6 Результаты моделирования статического прогиба шпинделя

Рисунок 3 Статическая деформация оси шпинделя

2.6 Результаты моделирования динамики шпинделя

Таблица 7 Собственные частоты и формы колебаний

Рисунок 4Нормальные изгибные формы колебаний

Рисунок 5 Амплитудно-частотная характеристика

Таблица 8 Амплитудно-частотная характеристика

2.7 Выводы о качестве конструкции анализируемого шпинделя

и рекомендации по её улучшению

В результате моделирования статического прогиба шпинделя наглядно видно:

1. Отрицательный прогиб шпинделя под действием сосредоточенной массы 4 (зубчатого колеса) на величину 12мкм, и положительный прогиб под действием разности силы резания Р_Z и сосредоточенной массы точки 7 на величину 85мкм. То есть, по полученным данным видно, что абсолютные деформации превышают допустимый диапазон равный 10÷15мкм.

2. При частоте собственных колебаний шпинделя равной 869Гц, максимальная величина собственных колебаний равная 9,96мкм наблюдается в точке 3. По графику видно, что величина собственных колебаний не превышает допустимых значений. При частоте собственных колебаний шпинделя равной 1635Гц, максимальная величина собственных колебаний равная 18,07мкм наблюдается в точке 7.

3. Анализ АЧХ показывает всплеск амплитуды колебаний при частоте 355Гц. Это можно объяснить сложением вынужденных колебаний вызванными вращением шпинделя и прилагаемыми нагрузками, с собственными колебаниями, что приводит к резонансу.

Можно порекомендовать установить подшипник точка 5 большего размера или тяжелой серии. Также можно уменьшить массу шестерни.

Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. Под редакцией А.Т.Косиловой и Р.К.Мещерякова – М. Машиностроение 1985г, 496с, ил.

2. Металлорежущие станки. Под редакцией В.Э.Пуша – М. Машиностроение 1985г, 468с.