Автоматизированное производство (стр. 3 из 4)
4.2 Кинематический расчет шпиндельной сверлильной головки
Кинематический расчет 4х шпиндельной головки, заключается в определении диаметра тела зубьев и модуля при заданных значениях межцентрового расстояния
.Конструктивно применимо:
где d1 – делительный диаметр центральной шестеренки;
d2 – делительный диаметр рабочих шестеренок.
Рис. 4
Кинематическая схема головки.
Нормальный модуль зацепления рекомендутся принимать в пределах:
при твердости зубьев 
Принимаю m=2мм по ГОСТ 9563-80;
Ведущая шестерня – 1
Делительный диаметр d1=50мм; m=2,0 мм; число зубьев
Внутренний диаметр
Наружный диаметр
Ведомая шестерня
Делительный диаметр
Число зубьев
Внутренний диаметр
Наружный диаметр
Определяем передаточное число зубьев
Число оборотов рабочих шпинделей n=355мин-1;
Число оборотов шпинделя силовой головки
4.3 Расчет шпинделей 4х шпиндельной головки.
Исходные данные:
где h - КПД головки 
Рис.5
Расчетная схема 4х шпиндельной сверлильной головки.
hцп – КПД цилиндрической пары =0,98;
hп – КПД пары подшипников = 0,99;
п – кол-во пар зубчатых колес п=4;
к – кол-во пар подшипников к=5;
Определяем силы действующие в зацеплении
радиальные силы
Определяем диаметр вала в зоне установки подшипников
Ведущий шпиндель
где [t]кр – кривая прочности при крученииa - показатель степени, для конических подшипников = 0,3;
- цилиндрических = 3;
Принимаем dп2=30мм;Диаметр вала под шестерню dк=30мм;
Подшипник типа 206 ГОСТ8338-75
d=30мм; D=62мм; В=16мм; С=11,5мм;
Принимаем dп1=30мм;dk1=30 мм;
Подшипник ГОСТ 8338-75 типа 206
d=30мм; D=62мм; В=16мм; С=19,5мм;
Расчет ведущего шпинделя головки
Определяем реакции от силы Fz2.
Определяем опорные реакции от силы Ft2
Суммарные опорные реакции
4.4 Расчет ведущего вала на статическую прочность
Определяем моменты, действующие в наиболее опасном сечении шпинделя.
Суммарный изгибающий момент
Находим действительные значения эквивалентного напряжения в опасном сечении.
где [s] – предел прочности =78,5 Мпа.
Проверка необходимости, расчет шпинделя на выносливость.
где e - фактор выносливости;s-1 – предел выносливости при изгибе;
Рис.6
Расчетная схема и эпюры подшипников ведущего
шпинделя головки.
Материал шпинделя сталь 45 sв=850 Мпа;
Кs - коэффициент концентрации напряжений Кs=1,65;
N – запас прочности n>1,5; принимаю n=2,0;
Поэтому уточненного расчета на выносливость не требуется.
4.5 Проверка работоспособности подшипников качения
по динамической грузоподъемности.
Подшипники пар А и В воспринимают внешнюю нагрузку FRa=RA=1545н; FRb=Rb=1545н;
Эквивалентная динамическая нагрузка для вида:
К=1,0; y=0; V=1 (вращается внутреннее кольцо);
Кs - коэффициент безопасности = 1,2…1,3;
Kt – температурный коэф. при t<100°С; Kt=1.0;
Динамическая грузоподъемность подшипника.
a - числовой коэф. для роликовых подшипников = 0,3; для шаровых = 3;
Lh – срок службы подшипников Lh=20000…36000час.;
Условие подбора выполняется.
4.6 Проверка работоспособности шпоночного соединения
Для соединения ведомого вала шпинделя с ведомой применяю призматическую шпонку с закругленными краями по ГОСТ 23360-78. Для вала диаметром d=30 мм размеры шпонки: b=8 мм; h=7 мм; t1=4.0 мм; lшп=30 мм.
Основным уравнением расчета шпоночных соединений является проверка работоспособности на смятие.
где Т2 – предельный вращающий момент на смятие, нм;
dв – диаметр вала, мм;
lp;h;t;b – размеры шпонки;
[s]см – предел прочности шпонки на смятие. Для стали 45 с пермализацией [s]см = 100Кпа.
Условие прочности выполняется
Шпонка b´h´l=8´7´20 ГОСТ 23360-78
5. Система управления агрегатного станка
Агрегатные станки представляют собой сложные машины, состоящие из большого числа унифицированных и оригинальных агрегатов имеющие между собой электрические, пневматические, гидравлические связи, обеспечивающие управление этими узлами и их правильное функционирование.
Указанные связи в числе с аппаратами, вырабатывающими, передающими или преобразующими сигналы управления, и исполнительными механизмами образуют систему управления механизмов и устройств агрегатного станка возможна только при рациональной системе управления.
Основной частью этой системы является электрическая система. Этому способствует относительная прочность и универсальность, гибкость электрических средств управления.В агрегатных станках электрическая система управления дополняется пневматической или гидравлической системами. Большинство пневматических и гидравлических устройств также управляются электрическими аппаратами (электромагнитами). В некоторых случаях в агрегатных станках присутствуют и взаимодействуют все три системы.
Высокая производительность агрегатных станков требует большего числа переключений аппратов и, чтобы оьеспечить надежную работу станка они должны иметь необходимое быстродействиеи обеспечивать требуемую частоту срабатывания.
Система пневмопривода применяется для зажима заготовки, разгрузки и прижима планшайбы и для вспомогательных перемещений.
В агрегатных станках пневматика применяется не только в силовых цепях, но и в системах управления, например, для контроля целостности режущего инструмента.
Гидропривод в агрегатных станках обеспечивает возможность бесступенчатого регулирования скорости подачи и осевой силы на шпиндель, а также зажимных приспособлений и управления работой станка.
6. Вспомогательные механизмы агрегатного станка
В агрегатных станках кроме системы управления имеются и другие, вспомогательные системы.
1. Система смазки. В агрегатных станках применяется комбинированная система смазки: индивидуальная смазка агрегатов, централизованная импульсная система направляющих многошпиндельных насадок, кондукторов, направляющих силовых столов.
Система смазки агрегатного станка состоит из бака, плоской установки, фильтров, трубопроводов с кранами, клапанов и других элементов.
2. Система охлаждения должна обеспечивать подачу смазочно-охлаждающей жадкости (СОЖ) по всем режущим инструментам одновременно в количестве необходимом для данного инструмента и соответствующего качества.
Объем бака СОЖ должен обеспечивать не менее чем пятиминутную работу насосов.