Важнейшей характеристикой главного привода с бесступенчатым регулированием скорости является номинальный расчетный крутящий момент на шпинделе , принимаемый за исходную нагрузку при расчете передач на усталостную прочность. Значение (Н-м) задается в исходных данных или определяется по приближенным эмпирическим зависимостям. Для главного привода токарных станков
где коэффициент, учитывающий силу резания; коэффициент, учитывающий колебания силы резания, зависящие от типа соединения привода со шпинделем или шпиндельной бабкой; наибольший диаметр обрабатываемой на станке заготовки, м.
Значения Сг для универсальных токарных станков с ЧПУ, предназначенных для обработки легированных и углеродистых сталей твердосплавными резцами:
Для главных приводов полуавтоматов с ЧПУ эти значения С следует увеличить в 1,2-1 Д5 раза.
Если шпиндельная бабка соединена с редуктором или автоматической коробкой скоростей ременной передачей, .Для других конструкций
Для главного привода токарно-карусельных станков
При проектировании главного привода фрезерных, сверлильно-фрезерных и сверлильно-фрезерно-расточных станков за расчетную нагрузку принимают крутящий момент (Н-м) на шпинделе при обработке твердосплавной торцевой фрезой:
где коэффициент, учитывающий удельный крутящий момент (табл. 5.2); глубина резания, мм; подача на зуб, мм/зуб (t и S соответствуют предельному для данного станка сечению среза); число зубьев торцевой твердосплавной фрезы максимального диаметра; — коэффициент динамической нагрузки при фрезеровании (большие значения используются при меньших диаметрах фрезы).
5. 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ ПРИВОДОВ
Определение коэффициента полезного действия привода. Коэффициент полезного действия механической системы привода с двигателем постоянного тока в зоне регулирования с постоянным моментом определяется по зависимости
где доля использования номинальной мощности Р двигателя; и текущая и номинальная частоты вращения двигателя.
Коэффициент полезного действия в зоне регулирования с постоянной мощностью определяется по зависимости (4 3).
Расчетные нагрузки на элементы привода. Номинальный расчетный момент на шпинделе представляет собой наибольшую длительно действующую нагрузку. Исходя из и кинематических связей, определяют расчетный момент на каждом ;-м элементе привода (на валах, в ременных передачах и т.д.).Используя моменты производят расчет элементов привода на выносливость.
Так как входные элементы главного привода — первый вал автоматической коробки скоростей, зубчатые передачи между первым и следующим валом - подвержены значительным перегрузкам, расчет их на выносливость производят с использованием расчетного момента (1,3...1,5) [81].
Шпиндельный узел и патрон рекомендуется рассчитывать, исходя из момента, в 3—4 раза превосходящего
Чтобы учесть динамические нагрузки при переходных процессах, (при пуске и торможении), а также кратковременные перегрузки в процессе резания, выполняют расчет передач и деталей на малоцикловую или ударно-цикловую прочность. При этом элементы, связанные с первым валом автоматической коробки скоростей, следует рассчитывать с использованием момента, равного контрольному моменту находящихся на нем электромагнитных муфт, но не превосходящего. Число циклов действующей нагрузки принимают равным 105. Элементы, находящиеся в шпиндельной бабке или на последнем валу автоматической коробки скоростей, рекомендуется рассчитывать, исходя из момента , где частота вращения первого вала коробки скоростей, об/мин; частота вращения рассчитываемого элемента, об/мин. При этом расчетный момент М берут меньше и число циклов действующей нагрузки равным 10s.