Пример.

Даны кинематическая схема и график чисел оборотов коробки скоростей фрезерного станка (рисунок 15 ). Определить расчетные числа оборотов, крутящие моменты шпинделя и промежуточных валов, если мощность электродвигателя N_э = 10 квт.

1. За расчетное число оборотов для фрезерных станков принимают верхнюю ступень нижней трети ряда. Так как z = 18, то n_р = n₆ = 95 об/мин. На этой ступени скорости работают передачи, отмеченные на графике жирной линией. Искомым числам оборотов валов I – V соответствуют точки 1, 2, 3, 4 и n₆.

2. Расчетный крутящий момент на валу электродвигателя без учета к.п.д.

 

3. Расчетный крутящий момент согласно уравнениям и табл.5 и рисунка 15:

на валу I

 

на валу II

 

на валу III

 

на валу IV

на валу V

 

Выражение для определения величины действующего крутящего момента справедливо при статическом характере действия сил и установившемся режиме работы станка. В период пуска и торможения при изменении сил резания, особенно при врезании инструмента в материал заготовки, имеют место переходные режимы. Изменяющиеся в этот период силы резания, влияние массы деталей привода и особенно жесткости системы вызывают динамические явления, приводящие к повышению напряжений в звеньях кинематической цепи.

Влияние переходных режимов может быть оценено величиной коэффициента динамичности

представляющего собой отношение наибольшей величины крутящего момента, возникающего при динамическом характере действующей нагрузки М_кд, и величине крутящего момента при ее статическом действии М_кс.

Рисунок 15.

 

На рисунке 35 показан характер изменения момента М_кс в зависимости от сил резания при врезании инструмента и динамического момента М_кд, возникающего в упругой системе привода, для некоторых частных случаев.

 

 

Рисунок 16.

 

При внезапном возникновении момента М_кс, как у станков строгальной группы (рисунок 16,а), коэффициент динамичности γ_д = 2. На рисунке 16,б показан часто встречающийся случай при врезании инструмента, когда момент М_кс нарастает постепенно от 0 до какого-то постоянного значения. При линейном нарастании момента за период времени τ коэффициент динамичности

(22)

При очень малом значении τ, близком к 0, второй член правой части уравнения стремится к 1, а k_д →2.

Для нагрузок, действующих в виде периодически повторяющихся кратковременных импульсов с частотой f (рисунок 16,в), можно принять в порядке грубого приближения

Это выражение справедливо, если отношение частот колеблется в пределах 0,5 – 1, а время действия импульса . Если , то величина k_д ≈ 2.

Литература.

 

Основная:

1 Ачеркан Н. С., Гаврюшин А. А., Ермаков В. В. Под ред. Ачеркан Н. С. Металлорежущие станки. М.: Машиностроение, 2005 г. Т 1,2-1248 с.

2 Пуш В. Э., Беляев В. Г., Гаврюшин А. А., Какойло А. А. и др. Под ред. Пуш В. Э. Металлорежущие станки. Учебник для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 2002-256 с.

3 Кучер И. М. Металлорежущие станки. Основы конструирования и расчета. Ленинград.: Машиностроение, 2005-720 с.

 

Дополнительная:

4 Голофтеев С. А. Лабораторный практикум по курсу «Металлорежущие станки». Учебное пособие. М.: Высшая школа. 1991-240 с.

5 Колев Н. С., Красниченко Л. В., Никулин Н. С. и др. Металлорежущие станки. Учеб. Пособие для втузов – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980 -500 с.