Многошпиндельный горизонтальный токарный автомат. схема которого изображена на рис. 3—1, предназначается для обработки деталей из прутков. Вращательное движение от электродвигателя 1 через ременную передачу 2 с диаметрами шкивов d₁ и d₂ и зубчатые передачи z₁-z₂, z₃-z₄ передается центральному валу 3 и далее через зубчатую передачу z₁₄—z₁₅ шпинделям 4 с закрепленными в них заготовками. Механическая характеристика двигателя изображена на рис. 5—2. Движение от электродвигателя 1 передается также через двухрядный планетарный редуктор (z₅, z₆, z₇, z₈) и зубчатую передачу z₉-z₁₀ к распределительному валу 5, на котором закреплены кулачки 8, 8', 8" для привода соответственно продольного суппорта 9, механизма 11 подачи прутков и поперечных суппортов 10, несущих инструмент. От распределительного вала 5 через зубчатую передачу z₁₁-z₁₂-z₁₃ и мальтийский механизм 6—7 осуществляется периодический поворот шпиндельного блока. Водило 6 мальтийского механизма закреплено на одном валу с зубчатым колесом z₁₃, а мальтийский крест 7 выполнен за одно целое со шпиндельным блоком. Фиксирование блока во время обработки деталей производится специальным механизмом, не показанным на чертеже. После окончания одной операции заготовка в результате поворота мальтийского креста переходит в следующую позицию н обрабатывается другим инструментом.    Во время холостых движений (подача и зажим прутка, поворот шпиндельного блока и др.), предшествующих рабочей части цикла, распределительный вал вращается с большей скоростью, что достигается переключением на другую кинематическую цепь. не показанную на схеме.  

Рис. 5—1. Схема токарного автомата.

    Последовательность движении мальтийского механизма поворота шпиндельного блока и кулачкового механизма поперечного суппорта представлена на рис. 5—3.При проектировании и исследовании механизмов автомата считать известными параметры, приведенные в табл. 5—1.

Рис. 5—2. Механическая характеристика электродвигателя.

Рис. 5—3. Циклограмма работы механизмов автомата.

Лист 1. Проектирование мальтийского механизма поворота шпиндельного блока и определение закона движения вала электродвигателя

1.     Определение основных размеров звеньев мальтийского механизма поворота шпиндельного блока по заданным условиям (l_o, z_ш).

2.     Построение диаграмм: приведенного момента сил, работы, приведенного момента инерции масс и угловой скорости вала электродвигателя за время одного цикла установившегося режима работы.

3.     Определение коэффициента неравномерности вращения вала электродвигателя (d) и максимального значения движущего момента М_дmax при установившемся режиме работы.

Основные результаты расчета привести в табл. 1—1 (Приложение I).

Примечание. 1. За звено приведения сил и масс рекомендуется принять, вал электродвигателя.

2.     Ширину паза креста мальтийского механизма принять h-=0,030 м.

3.     Веса звеньев механизма и их моменты инерции даны ориентировочно.

4.     Числа зубьев колес z₁₁=z₁₃; z₁₄=2z₁₅.

Лист 2. Силовой расчет мальтийского механизма с учетом динамических нагрузок

1.     Определение углового ускорения звена приведения по уравнению движения в дифференциальной форме (на основании исследования, выполненного на листе 1 проекта) в положении механизма, соответствующем заданному углу j_с.Определение линейных ускорений центров тяжести и угловых ускорений звеньев.

2.     Построение картины силового нагружения механизма.

3.     Определение сил в кинематических парах механизма.

4.     Оценка точности расчетов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.

Основные результаты расчета привести в табл. 1—2а (Приложение I).

Лист 3. Проектирование кулачкового механизма поперечного суппорта (рис. 5—4а)

1. Построение кинематических диаграмм толкателя (перемещения, скорости, ускорения) с учетом заданного закона изменения скорости толкателя (рис. 5—4б). Расчетное число оборотов кулачка принять равным n_ш=const.

2. Определение основных размеров кулачкового механизма наименьших габаритов с учетом заданного максимально допустимого угла давления q.

3.     Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного).

4.     Построение диаграммы изменения угла давления в функции угла поворота кулачка.

Основные результаты расчета привести в табл. 1—3 (Приложение I).

Лист 4. Проектирование зубчатой передачи и планетарного редуктора

1.     Выполнение геометрического расчета эвольвентной зубчатой передачи z₉, z₁₀ (рис. 5—1).

2.     Построение схемы станочного зацепления при нарекании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом сгибания.

Рис. 5—4 a) Схема кулачкового механизма поперечного супорта б) Закон изменения скорости толкателя кулачкового механизма

3.     Вычерчиванне схемы зацепления колес с указанием основных размеров и элементов колес и передачи.

4.     Проектирование планетарного редуктора (подбор чисел зубьев) по передаточному отношению i_BS=w_v/w_d редуктора на рабочем ходу автомата и числу сателлитов. Допустимое отклонение i±5%. Колеса планетарного редуктора нулевые; модуль колес принять равным единице.

б.     Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.

Основные результаты расчета привести к табл. 1—4 (Приложение I).