Файл: 1. Виды поверхностей. Методы образования поверхностей.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.04.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
111
С увеличением числа тел качения z снижается нагрузка на одно тело, повышается жесткость направляющих. Но при большом числе многие из них вследствие погрешностей изготовления оказываются ненагруженными или недогруженными.
23. Коробки скоростей станков. Технико-экономические требования к ним.
Коробка скоростей (КС) - устройство сообщающее рабочим органам станка требуемые величины скоростей и мощность.
КС различают по компоновке и по способу переключения скоростей.
По компоновке КС делятся на встроенные и с разделенным приводом.
Встроенные КС изготавливают в одном корпусе со шпинделем.
Преимущества: компактность, концентрация рукояток управления. Уменьшение количества корпусных деталей.
Недостаток: вибрация и тепло выделяемое при работе отрицательно влияют на точность обработки.
КС с разделенным приводом изготавливают в одном корпусе и устанавливают на значительном расстоянии от шпинделя на который движение передается при помощи ременной передачи.
Преимущество: тепло и вибрация не влияют на качество обработки.
Недостаток: лишняя корпусная деталь и разброс рукояток управления.
КС делятся на следующие типы:
Со сменными колесами и постоянным межцентровым расстоянием.
Коробка скоростей с подвижными блоками зубчатых колес
С кулачковой или зубчатой муфтой.
С фрикционными муфтами.
24. Типовые конструкции коробок скоростей.
Со сменными колесами и постоянным межцентровым расстоянием.
Коробка скоростей с подвижными блоками зубчатых колес
С кулачковой или зубчатой муфтой.
С фрикционными муфтами.
25. Расчет на жесткость валов коробок скоростей.
При недостаточной жесткости валы коробки передач будут иметь значительный прогиб, что существенно снизит прочность и износостойкость шестерен, а также увеличит шумность коробки передач при работе.
На работу шестерен особо влияет прогиб валов в плоскости их осей и в перпендикулярной плоскости. Прогибы валов приводят к изменению расстояния между центрами шестерен и нарушению их правильного зацепления, а также к перекосу шестерен. Причем в процессе работы прогибы валов не остаются постоянными, в результате чего возникают дополнительное скольжение шестерен и динамическая нагрузка на их зубья.
Жесткость валов определяется по их прогибу. Осевые и радиальные силы вызывают прогиб валов в плоскости их осей (
), а окружные силы – прогиб в перпендикулярной плоскости (
)Длинные валы коробок передач проверяют по углу закручивания
26. Кинематическая точность коробок скоростей и подач. Требования к шпиндельным узлам МРС
Нормы кинематической точности ограничивают кинематическуюпогрешность передачи и кинематическую погрешность колеса
Нормы плавности работы ограничивают такие погрешности параметров зубчатых колес и передач, которые также влияют на кинематическую точность, но проявляются многократно за один оборот колеса (резкие местные изменения значений углов поворота колеса на каждом угловом шаге). Эти требования имеют наибольшее значение для передач, работающих на больших скоростях (зубчатые передачи коробок скоростей, редукторов турбин, двигателей и т.п.). Передача должна работать бесшумно и без вибраций, что может быть достигнуто при минимальных погрешностях формы и взаимного расположения поверхностей зубьев.
Основные требования предъявляемые к шпиндельным узлам металлорежущих станков:
точность вращения
жесткость
виброустойчивость
несущая способность
долговечность
быстроходность
малые тепловыделения и температурные деформации
быстрое и точное закрепление инструмента (детали) и его автоматизация
минимальные затраты на изготовление и эксплуатации
Основными критериями работоспособности шпиндельных узлов являются: геометрическая точность, жесткость, быстроходность, долговечность, динамические характеристики.
Точность вращения шпинделя оценивается величиной радиального или торцевого биения его базовых поверхностей. Величина этого биения зависит от класса точности станка и регламентируется соответствующим ГОСТ. Так, например, для токарных станков нормальной точности допуск радиального и торцевого биения составляет 5…8 мкм.
Жесткость шпиндельного узла определяется упругими перемещениями переднего конца шпинделя под действием сил резания и также регламентируется ГОСТ. Нормативное значение жесткости для станков классов Н и П составляет (50…70) н/мкм. Максимальное значение жесткости шпиндельного узла в основном определяется податливостью его опор.
Быстроходность шпинделей оценивается произведением диаметра шпинделя d в передней опоре на частоту вращения n. Для шпиндельных узлов на подшипниках качения показатель быстроходности d´n составляет (2,5…3) 106 мм.об/мин.
Долговечность шпиндельных узлов оценивается ресурсом работы в часах без потери первоначальной геометрической точности.
Динамические характеристики шпинделей оцениваются амплитудами вибраций на потенциально-неустойчивых формах колебаний. Устойчивость динамической системы шпиндельного узла тем выше, чем выше первая собственная частота колебаний. Частоты собственных колебаний шпинделей изменяются в широких пределах (100…600)Гц и приводят к возбуждению автоколебаний при резании. Поэтому для обеспечения устойчивого резания приходится умышленно снижать режимы и производительность резания.
27. Опоры ШУ МРС.
В качестве опор используются: подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые); подшипники скольжения (гидродинамические, гидростатические, аэродинамические, аэростатические, магнитные)
Из-за ряда существенных преимуществ наибольшее применение в настоящее время имеют подшипники качения.
Опоры качения. В качестве опор качения ШУ отечественных станков используются радиальные и радиально-упорные шарико- и роликоподшипники.
В шпиндельных узлах применяются в основном подшипники последних трех классов точности.
При работе шпиндельного узла главную роль играет передняя опора шпинделя. Она воспринимает основные нагрузки и находится ближе к месту обработки.
Поэтому компоновка шпиндельного узла осуществляется обычно таким образом, чтобы передняя опора имела более точные подшипники, часто сдвоенные для увеличения жесткости. Точность передних подшипников обычно выбирают на класс выше, чем задних. Если осевые нагрузки воспринимаются передней опорой, задняя опора выполняется плавающей, т, е. незакрепленной в осевом направлении.
28. Регулировка зазора-натяга в радиальных роликовых, радиально-упорных и упорных подшипниках ШУ.
29. Методика расчета ШУ на точность.
30. Методика проектирования шпиндельных узлов МРС
31. Оптимизация размеров шпиндельного узла по критерию жесткости.
Критерии оптимизации выбираются из перечня рабочих характеристик узла и уточняются в зависимости от назначения станка, степени его универсальности и степени влияния на выходные показатели качества (точность обработки, производительность) всего станка.
При однокритериальной оптимизации в качестве критерия принимается статическая жесткость узла, которая в значительной степени обусловливает выбор диаметральных размеров и длин отдельных участков шпинделя. Дополнительно учитываются требования минимальной передачи возмущений от привода к переднему торцу шпинделя, определяемые конструктивным исполнением элементов привода, и типовые соотношения, сложившиеся в практике конструирования данных узлов, а также их стандартизованные размеры. В результате рассчитываются параметры шпинделя с заданным типом передней и задней опор, обеспечивающие минимальную величину прогиба на его переднем конце под действием приложенной силы резания.
32. Методика расчета ШУ на жесткость.
33. Типовые механизмы прямолинейного движения.
Типовые механизмы прямолинейного движения. В современных металлорежущих станках для осуществления прямолинейных движений используют преимущественно следующие механизмы: зубчатое колесо — рейка; червяк — рейка; ходовой винт — гайка; кулачковые механизмы; гидравлические устройства, а также электромагнитные устройства типа соленоидов.
Механизм зубчатое колесо — рейка применяют в приводе главного движения и движения подачи, а также в приводе различных вспомогательных перемещений.
Механизм червяк — рейка применяется в виде двух типов передач:
• с расположением червяка под углом к рейке, что позволяет (в целях большей плавности хода передачи) увеличить диаметр колеса, ведущего червяк;
• с параллельным расположением в одной плоскости осей червяка и рейки, когда рейка служит как бы длинной гайкой с неполным углом охвата винта-червяка.
Винтовые пары скольжения из-за больших потерь при скольжении в резьбе и связанного с этим износа заменяются винтовыми парами качения. Они имеют малые потери на трение, высокий КПД, кроме того, в них могут быть полностью устранены зазоры в резьбе в результате создания предварительного натяга.
Замена трения скольжения трением качения в винтовой паре возможна либо использованием вместо гайки роликов, свободно вращающихся на своих осях, либо применением тел качения (шариков, а иногда роликов). На рисунке 3.29 показана шариковая пара, у которой в резьбу между винтом I и гайкой 4 помещены шарики 2.
Шариковая винтовая пара
Шарики катятся по канавкам закаленного ходового винта и гайки. При вращении винта шарики, перекатываясь по канавке, попадают в отверстие гайки и, проходя по желобу 3, через второе отверстие снова возвращаются в винтовую канавку. Таким образом, шарики постоянно циркулируют в процессе работы передачи. Как правило, в шариковых парах применяют устройства для выборки зазоров и создания предварительного натяга.
Кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в прямолинейное поступательное, применяются главным образом на автоматах. Различают кулачковые механизмы с плоскими и цилиндрическими кулачками.
Устройства для малых перемещений. В тех случаях, когда жесткость обычных механизмов типа реечной или винтовой пары не обеспечивает очень точные перемещения (т. е. когда медленное движение узла переходит в скачкообразное с периодически чередующимися остановками и скачками), применяются специальные устройства, работающие без зазоров и обеспечивающие очень высокую жесткость привода. К таким устройствам относятся термодинамический привод, магнитострикционный и привод с упругим звеном.
