Удосконалення конструкції та дослідження динамічних характеристик приводу головного руху вертикально-фрезерного верстата

Abstract

Проаналізовано особливості конструкції та технічні характеристики верстату прототипу. Виконано опис його роботи, а також роботи окремих його елементів. Здійснено аналіз верстатів аналогічного призначення, зокрема їх технічних характеристик, основними з яких є максимальна потужність та діапазон частот приводу головного руху. Виконано удосконалення конструкції приводу яке полягає у: розширенні діапазону регулювання за рахунок заміни двигуна приводу головного руху, заміні пасової передачі на зубчасто-пасову, а також модернізації самої автоматизованої коробки швидкостей. Проведено кінематичний та силовий розрахунок приводу. Внаслідок кінематичного розрахунку отримано структурну сітку та графік чисел обертів, а також нові необхідні передаточні відношення зубчастих зачеплень коробки швидкостей. Розроблено кінематичну схему приводу головного руху верстата. Виконано силовий розрахунок зубчастої пасової передачі, а також підбір необхідних конструктивних елементів. Здійснено силовий розрахунок конструктивних елементів автоматизованої коробки швидкостей, зубчастих передач. Проведено дослідження власних частот коливань валів в залежності від їх частоти обертання. Побудовано відповідні графіки.

Distinctive features of the structure and technical characteristics of machine tool prototype model are analyzed. Its operation as well as operation of its separate elements are described. Analysis of machine tools for similar purposes, particularly their technical characteristics, and especially the maximum capacity and frequency range of the main movement drive is carried out. The drive design is improved due to the control range extension by changing the main motion drive motor, replacing the belt drive by gear-belt one, as well as automated gearbox modernization. Kinematic and power calculation of the drive is carried out. As the result of kinematic calculation, the structural net and the graph of rotation speed and new required gearing ratio of tooth gearing of the gearbox are obtained. Kinematic scheme of machine-tool main movement drive is developed. Power calculation of gear-belt transmission and selection of necessary structural elements are performed. Power calculation of structural elements of the automated gearbox, gears is carried out. The investigation of natural frequencies of shaft oscillations depending on their rotational speed is carried out. Appropriate graphs are constructed.