Расчет и проектирование привода главного движения коробки скоростей станка, страница 6

Рис. 6.5 Распределение сил действующих на шпинделе

1.Определяем действующие силы :

где  Р_t -  тангенциальная сила, Н;

         т -  модуль данной группы, мм;

        М_кр – крутящий момент на  - валу, Н · мм.

где  P_r -  радиальная сила, Н ;

        - угол контакта,  

     ,получаем:

где d₃ – диаметр заготовки, d₃=40мм.

Из миллиметровки выбираем размеры l=603.5мм, b=268.5мм, a=100мм(стандартный размер).

Т.к. в качестве опор шариковые подшипники качения, то расчетная схема представлена в виде балки на двух ножевых опорах.

Рис. 6.6 Расчетная схема вала

2.Строим расчетные схемы с учетом плоскости действия сил (т.е. вертикальной и горизонтальной плоскости).

2.1. Вертикальная плоскость:

Строим расчетную схему в вертикальной плоскости (рис. 6.7).

Определяем реакции  в опорах:

Реакция в опоре В определяется из уравнения:

Определяем реакцию в опоре А из уравнения:

Строим эпюру изгибающих моментов в этой плоскости (рис. 6.7). Для этого необходимо определить изгибающие моменты действующие в этой плоскости:

Разобьём эпюру вертикальной плоскости на 3 участка – х₁, х₂  и х₃.

1 участок:

;

при : ;

при : ;

2 участок: ;

при : ;

при : ;

3 участок: ;

при : ;

при :

2.2.Горизонтальная плоскость:

Строим расчетную схему в горизонтальной плоскости(рис. 6.7).

Определяем реакции в опорах:

Реакция в опоре А определяется:

Реакция в опоре В определяется:

Строим эпюру изгибающих моментов в этой плоскости(рис. 6.7). Для этого необходимо определить изгибающие моменты действующие в этой плоскости:

Разобьём эпюру в горизонтальной плоскости на 3 участка – х₁, х₂  и х₃.

1 участок:

;

при : ;

при : ;

2 участок: ;

;

при : ;

при : ;

3 участок: ;

при : при :

3.Строим эпюру суммарного изгибающего момента(рис. 6.7):

;

4. Определяем приведенный момент:

 

5. Определяем диаметр шпинделя в самом опасном сечении:

 , где - граница выносливости (для ст. 45:  ).

6.10 Описание конструкций ПГД

В привод главного движения токарного станка могут входить одно- или многоскоростной асинхронный электродвигатель, а так же многоступенчатая коробка скоростей, механический вариатор или регулируемый электродвигатель постоянного тока, а так же коробка скоростей (как правило в тяжёлых токарных станках.). Иногда применяют и др. приводы (как вариант, гидравлические).

В процессе резания на токарном станке вращение заготовки осуществляется в направлении от привода главного движения. Поступательное перемещение режущего инструмента осуществляется кинематической цепью движения подачи (первое звено — шпиндель, последнее — зубчато-реечная передача или кинематическая пара ходовой винт - маточная). Настройка подачи осуществляется с помощью коробки подач либо установкой сменных зубчатых колёс узла настройки подачи — гитары станка.

7. Синтез электроавтоматики

Развитие промышленного оборудования, в том числе металлорежущих станков идет по пути повышения  уровня автоматизации выполняемых операций ,  что предъявляет особые требования к электроавтоматике. Одновременно с увеличением объема решаемых задач при проектировании возникают проблемы, связанные  с уменьшением размера станций  электрооборудования , простотой его наладки, диагностикой неисправностей  и их оперативным устранением, повышением надежности в работе.

Эти проблемы привели к решению задачи синтеза  функций электроавтоматики  на новом уровне – с использованием программных методов решения.

При синтезе принципиальных схем управления  электроавтоматикой промышленных  механизмов требуется привести заданные условия работы механизма к виду, удобному для анализа. Такая же задача возникает при  разработке типовых схем шифраторов и дешифраторов, счетчиков, регистров и т.д.  При  решении этой задачи применяют циклограммы  и диаграммы работы, операторы состояния и событий, карты и таблицы состояний, таблицы включений.

Многообразие логических схем устройств управления механизмами можно разделить на комбинационные схемы, в которых состояние выходных сигналов зависит только от состояния входных сигналов в данный момент времени (например это дешифраторы, шифраторы сумматоры и т.д.), и на последовательные схемы, в которых состояние выходных сигналов зависит как от  состояния входных сигналов в данный момент, так и в предыдущие моменты времени , т.е. это схемы, содержащие элементы памяти.