Частота двигателя рассчитывается по формуле:

,

где  - скорость подачи, согласно паспорту станка (табл. 3. 1), мм/мин,

р=5мм – шаг винта поперечного винт-гайки качения,

i – передаточное число механизма подачи, которое остается между двигателем и исполнительным механизмом.

Принимаем передаточное отношение ременной передачи i=3.

Таблица 2 - Механика привода подач станка 16К20

Рассчитаем передаточные числа согласно кинематической схеме механизма подач:

Определим максимальную частоту вращения двигателя, которая необходима для быстрого перемещения органов станка:

- для продольной подачи:

где m, z – модуль и число зубьев колеса в зацеплении с рейкой для продольной подачи;

n_o – число оборотов колеса, которое передает вращение на рейку.

- для быстрого перемещения продольной подачи:

Таблица 3 - Основные технические характеристики двигателей серии 2ПБВ

Принимаю двигатель 2ПБВ100М с параметрами [2] (табл. 3)

Выбор и расчет передачи винт-гайка качения

Свойства передачи. Передача винт - гайка качения обладает свойствами, позволяющими применять ее как в приводах подач без отсчета перемещений (универсальных станков, силовых столов агрегатных станков), так и в приводах подач и позиционирования станков с ЧПУ. Для передачи характерны высокий коэффициент полезного действия (0,8-0,9), небольшое различие между силами трения движения и покоя, незначительное влияние частоты вращения винта на силу трения в механизме, полное отсутствие осевого зазора. Недостатками являются высокая стоимость, пониженное демпфирование, отсутствие самоторможения.

Выбор винта

Устройство и размеры передачи. Передача состоит из винта 1 (рис. 4. 1), гайки 2, шариков 3 и устройств для возврата шариков (на рисунке не показаны). Обычно применяют передачи с наиболее технологичным полукруглым профилем резьбы. Для снижения контактных напряжений предусматривают rв=rг=(1,03. . . 1,05) r1. Предварительный натяг, повышающий точность и жесткость передачи, создают осевыми проставками между гайками, винтами, сдвоенной дифференциальной гайкой.

За номинальный размер передачи принимают диаметр d0 условного цилиндра, на котором расположены центры шариков. Размеры передачи по ГОСТ 25329 - 82 приведены в табл. 4.1.

Рис. 2.1. Схема передачи винт-гайка качения.

Для заданного шага р=5мм выбираю винт с d0=32 мм.

Таблица 4 - Основные и присоединительные размеры винтов

Выбор гайки

Принимаю передачу с двумя гайками, снабженными зубчатыми венцами. В шарико-винтовой механизм входят винт 2 (рис. 4. 2), две гайки 4 и 6, комплект шариков 5, корпус 1.

Устройства для возврата шариков 3 выполнены в виде вкладышей, вставленных в три окна каждой гайки. Вкладыши соединяют два соседних витка винтовой канавки, сдвинуты друг относительно друга в осевом направлении на один ее шаг и разделяют шарики в каждой гайке на три циркулирующие группы. Для тонкого регулирования натяга гайки снабжены зубчатыми венцами на фланцах, которые входят во внутренние зубчатые венцы корпуса. На одном фланце число зубьев на единицу больше, чем на другом. Если венцы обоих фланцев вывести из корпуса, повернуть гайки в одну сторону на одинаковое число зубьев (на неравные углы) и снова соединить зубчатые венцы, можно благодаря небольшому осевому сближению профилей резьбы гаек создать заданный натяг.

В этом механизме, как и в других с возвратом шариков через вкладыши, рабочее число шариков в одном витке

расчетное число шариков в одном витке

где  = 0,7. . . 0,8 - коэффициент, учитывающий погрешности изготовления резьбы винтового механизма.

Рис. 2.2. Передача с двумя гайками, снабженными зубчатыми венцами.