Модернизация привода токарно-винторезного станка мод. 1А616
Расчет кинематики (диаметр обработки, глубина резания, подача) привода шпинделя с плавным регулированием скорости, ременной передачи с зубчатым ремнем, узла токарного станка на радиальную и осевую жесткость с целью модернизации металлорежущего станка.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.07.2010 |
| Размер файла | 223,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Украины
Житомирский государственный технологический университет
Кафедра ТМ и КТС
Курсовой проект
по дисциплине: "Оборудование и транспорт механических цехов"
"Модернизация привода токарно-винторезного станка мод. 1А616"
Житомир
Вступление
Проектирование или модернизация металлорежущего станка или отдельного его узла - это скрупулезный творческий поиск, который обязательно сопровождается необходимыми проектными и проверочными расчетами, связанных с достижением заданных показателей точности и надежности, производительности и металлоемкости и т. д.
Для реализации всех этих задач необходимо постоянно повышать качество подготовки специалистов станкостроения.
Шпиндель и шпиндельный узел есть наиболее ответственным элементом металлорежущего станка, так как от него зависит точность обработки детали. В связи с этим, к шпинделю и его опор при расчете и проектировании предъявляются повышенные требования: проверка на прочность, проверка на жесткость и податливость, проверка на виброустойчивость и биение.
Только инженер, который владеет хорошей общей конструкторской и технологической подготовкой, может создать современную машину или систему, отворив известный прототип, но на более высоком научно-техническом уровне.
Задание
Произвести модернизацию токарного станка, переделав его шпиндельный узел с ступенчатым регулированием частоты вращения двигатель в шпиндельный узел с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя.
При этом необходимо реализовать параметры в соответствии с заданием.
Исходные параметры
Материал обрабатываемого материала - СЧ.
Максимальная частота вращения шпинделя - .
Мощности двигателя - .
Диаметр сверла (при осевом сверлении) - 12 мм.
Данные: материал обрабатываемого материала - СЧ; , на основе заданной мощности двигателя - , был выбран базовый станок 1А616, и двигатель из серии 4ПФ112SВБ.
Технические характеристики двигателя 4ПФ112SВБ
Мощность двигателя, кВт - 4.
Максимальны обороты двигателя, мин-1 - 4800.
КПД - 76.
Технические характеристики станка 1А616.
Высота центров, мм - 165.
Максимальное расстояние между центрами, мм - 710.
Наибольший диаметр заготовки, устанавливаемый над станиной, мм - 320.
Наибольший диаметр обработки над суппортом, мм - 180.
Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм - 35.
Пределы величин продольных и поперечных подач суппорта, мм/об - 0,03-1,04.
Типы нарезаемой резьб:
метрическая, наг в мм - 0,5-48;
дюймовая, число ниток на 1" - 48-2.5;
модульная, модуль в мм - 0,25-40-,5;
питчевая, в питчах - 128-4,5;
Мощность главного электродвигателя, кВт - 4,5.
Расчет кинематики привода шпинделя с плавным регулированием скорости
Диаметры обработки
Глубина резания.
,
где =0,6 для чугуна и бронзы; =0,7 для сталей;
Подача.
Для обеспечения необходимой частоты вращения шпинделя равной 3500 мин-1 необходимо ставить ременную передачу с плоским зубчатым ремнем. Передаточное отношение ременной передачи:
Расчет ременной передачи с зубчатым ремнем
Исходные данные:
Характеристика зубчатого ремня.
Толщина зуба - мм
Высота зуба -
Угол профиля зуба -
Толщина ремня -
Число зубьев.
Диаметры шкивов:
Скорость ремня:
Межосевое расстояние:
Количество зубьев в ремне:
Длина ремня:
Уточненное межосевое расстояние:
Нагрузка, окружная сила:
Угол обхвата ведущего шкива:
Число зубьев ремня в зацеплении с ведущим шкивом:
Удельная нагрузка:
Ширина ремня:
Допустимая нагрузка ремня:
предварительная натяжка:
Расчет та проектирование шпинделя и шпиндельного узла
Расчет геометрических параметров шпинделя
Диаметр передней опоры:
мм
Диаметр задней опоры:
мм
Округляем полученные значения диаметров опор к ближайшему, большему стандартному значению.
мм
мм
Расстояние между опорами:
мм
Длина передней консоли:
мм
Диаметр шпинделя между опорами:
мм
Внутренний диаметр равен диаметру отверстия базового станка
мм
Исходя из значения скоростного коэффициента, выбираем схему опор, которая будет иметь вид:
Тип подшипников передней опоры: радиально-упорные 46217 в количестве трех штук, а задней опоры 46212. в количестве двух штук
Силы резания.
,
Скорость резания.
где для твердосплавного инструмента- 92;
t - проектная глубина точения- 3.39 мм;
S - подача, которая соответствует проектной глубине резания- 1.04 мм/об;
V - скорость резания =494,55 м/мин;
- для условий черновой обработки- (1,05-1,5); x=1.0; y=0.85; n=0 определяются по справочнику.
для твердосплавного инструмента - 54;
t - проектная глубина точения - 3.39 мм;
S - подача, которая соответствует проектной глубине резания- 1.04 мм/об;
V - скорость резания =494,55 м/мин;
- для условий черновой обработки- (1,05-1,5); x=0,9; y=0,75; n=0 определяются по справочнику.
Расчет шпиндельного узла токарного станка на радиальную и осевую жесткость
Расчетная схема:
Определение реакций в опорах:
Проверка:
Крутящий момент на шпинделе:
Проверочный расчет шпиндельного узла на прочность.
Наименьший диаметр пустотелого вала:
прочность обеспечена
Определяем упругое перемещение тел качения и колец подшипника в нагруженной опоре:
Определяем контактную деформацию посадочных поверхностей подшипника и корпуса:
Жесткость передней опоры
Передняя опора собрана по схеме "триплекс", по этому
Податливость передней опоры:
Определяем упругое перемещение тел качения и колец подшипника в задней опоре:
Определяем контактную деформацию посадочных поверхностей подшипника и корпуса:
Жесткость передней опоры
Задняя опора собрана по схеме "дуплекс", по этому
Податливость задней опоры:
Перемещение переднего конца шпинделя от изгибающей нагрузки:
Перемещение переднего конца шпинделя от податливости опор:
Перемещение переднего конца шпинделя от сдвига поперечными силами:
Радиальная жесткость шпиндельного узла при действии на консоль силы Р.
Так как передняя опора собрана по схеме триплекс та по принципу суперпозиции ,, .
Определение осевой жесткости шпиндельного узла:
Расчет осевой силы резания при сверлении ; S=0,5 мм/об; ; ; q=1.2; y=0.75.
Расчет осевой силы резания при точении = 46; t = 3.3 мм; S = 1.1 мм/об; V =494,5 м/мин; =(1,05…1,5); x=1.0; y=0.4; n=0, эти значения определяются по справочнику.
.
по этому, дальнейший расчет будет производится по осевой силе . Упругое сближение тел качения и колец упорного подшипника:
Подшипник радиально-упорный 46117
Контактная деформация колец подшипников и корпуса опоры в месте прикасания:
площадь контакта
Осевая жесткость:
С учетом схемы установки подшипников
Литература
1. Г.Д. Василюк., В.Ю. Лоев., П.П. Мельничук. Конструювання, розрахунок та експлуатація токарніх верстатив з ЧПК: Навчальний посібник.-Житомир: ЖІТІ, 2001,-400 с.
2. Кобзар Є. П., Мельничук Л.С., Громовий О.А. Розрахунки та проектування вузлів та деталей верстатів і систем: Навчальний посібник.- Житомир: ЖІТІ, 2000,-361 с.
3. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник.- М.: Машиностроение, 1983-543 с; ил.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т1/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е из., перераб. И доп.-М.:Машиностроение 1985. 656 с., ил.
5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т2/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е из., перераб. И доп.-М.:Машиностроение 1985. 496 с., ил.
Подобные документы
Разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. Определение назначения станка, расчет технических характеристик. Расчет пары зубчатых колес. Разработка кинематики коробки подач, редуктора и шпиндельного узла.
курсовая работа [970,1 K], добавлен 05.11.2012Проектирование привода главного движения токарно-винторезного станка. Модернизация станка с числовым программным управлением для обработки детали "вал". Расчет технических характеристик станка. Расчеты зубчатых передач, валов, шпинделя, подшипников.
курсовая работа [576,6 K], добавлен 09.03.2013Обоснование методов модернизации привода главного движения станка модели 1740РФ3. Техническая характеристика станка, особенности расчета режимов резания. Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием. Построение структурного графика.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 28.09.2010Определение силовых и кинематических параметров привода токарно-винторезного станка модели 1К62. Определение модуля зубчатых колес и геометрический расчет привода. Расчетная схема шпиндельного вала. Переключение скоростей от электромагнитных муфт.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 18.05.2012Наибольший наружный диаметр заготовки, устанавливаемой в патроне токарно-револьверного станка. Материал режущего инструмента. Минимальная и максимальная скорости резания при сверлении. Общее передаточное отношение привода от двигателя до последнего вала.
контрольная работа [252,3 K], добавлен 22.05.2012Назначение и краткая техническая характеристика токарно-винторезного станка. Кинематический расчет привода главного движения. Расчет поликлиновой передачи. Силовой и прочностной расчет коробки скоростей. Анализ характеристик обрабатываемых деталей.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 11.08.2011Проектирование привода главного движения вертикально-фрезерного станка на основе базового станка модели 6Т12. Расчет технических характеристик станка, элементов автоматической коробки скоростей. Выбор конструкции шпинделя, расчет шпиндельного узла.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 22.04.2015Проведение критического анализа системы управления токарного станка модели HOESCH D1000 с целью выявления ее недостатков и предложений вариантов модернизации. Выполнение расчета и выбора двигателя необходимой мощности, момента привода подачи станка.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 24.03.2010Изучение основных режимов металлорежущего станка. Кинематический расчёт привода главного движения. Построение графика мощности и момента, силовые расчеты элементов привода, ременной передачи и валов. Привила выбора шлицевых соединений и системы смазки.
курсовая работа [868,5 K], добавлен 28.01.2014Поиск собственных частот элементов токарно-винторезного станка и их резонансных амплитуд с помощью программы MathCAD. Массы и жёсткости компонентов. Расчет режимов резания и осевой силы. Корректировка скорости резания. Выбор необходимых коэффициентов.
контрольная работа [248,9 K], добавлен 12.10.2009
