Проектирование коробки скоростей главного движения токарно-карусельного станка

Расчет технических и кинематических характеристик токарно-карусельного станка. Подбор чисел зубьев. Определение фактических чисел оборотов планшайбы. Расчет шпонок на прочность и шлицевых соединений. Применение смазки поливанием в коробке скоростей.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 31.01.2016
Размер файла 309,6 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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Расчёт технических характеристик

2. Расчёт кинематических характеристик

3. Силовой расчёт

4. Расчёт шпонок на прочность

5. Расчёт шлицевых соединений

6. Смазка

Библиографический список

Введение

Целью данного курсового проекта было проектирование коробки скоростей главного движения токарно-карусельного станка.

Токарно-карусельные станки предназначены для черновой и чистовой обработки различных заготовок из черных и цветных металлов, а так же производить обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезку торцев и сверление отверстий в крупногабаритных деталях класса дисков и втулок.

Наиболее характерными деталями, обрабатываемыми на токарно-карусельном станке являются маховики, заготовки зубчатых колес, диски турбин, бандажи и т.п.

1. Расчет технических характеристик

Дано:

1. Диаметр обрабатываемой детали

2. Обрабатываемый материал

Сталь конструкционная

3. Материал инструмента: Т15К6, Т5К10

Расчет

1. Диаметр планшайбы

2. Наименьший диаметр обрабатываемой детали

3. Максимальная глубина резания

4. Минимальная глубина резания

5. Максимальная подача

6. Минимальная подача

Для станков мелкого размера

7. Максимальная скорость при обработке конструкционной стали с пределом прочности 650МПа инструментом из Т15К6

Период стойкости пластины: принимаем среднее значение

Минимальная глубина резания

Минимальная подача

Поправочные коэффициенты

x=0,15

y=0,45

m=0,2

(табл. 17, стр. 269, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

Коэффициент учитывающий механические свойства обрабатываемого материала

- поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

- показатель степени при обработке резцом из твердого сплава

- коэффициент для материала инструмента из твердого сплава

(табл. 2, стр. 262, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания

(табл. 6, стр. 263, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

8. Минимальная скорость резания при обработке конструкционной стали с пределом прочности 650МПа инструментом из Т15К6

Период стойкости пластины: принимаем среднее значение

Максимальная глубина резания

Максимальная подача

Поправочные коэффициенты

x=0,15

y=0,45

m=0,2

(табл. 17, стр. 269, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

Коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала

- поправочный коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

- показатель степени при обработке резцом из твердого сплава

- коэффициент для материала инструмента из твердого сплава

(табл. 2, стр. 262, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания

(табл. 6, стр. 263, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

9. Максимальная частота вращения планшайбы

10. Минимальная частота вращения планшайбы

11. Максимальная сила резания (тангенциальная составляющая) при обработке конструкционной стали с пределом прочности 650МПа инструментом из Т15К6

Максимальная глубина резания

Максимальная подача

Минимальная скорость резания

Поправочные коэффициенты

x=1

y=0,75

n=-0,15

(табл. 22, стр. 273, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

Коэффициент учитывающий фактические условия резания

- коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

n - показатель степени

n=0,75

(табл. 9, стр. 264, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания

(табл. 23, стр. 275, справочник Технолога-машиностроителя т.2 под ред. А.Г.Косиловой)

(Н)

12. Максимальная эффективная мощность резания при обработке углеродистой стали с пределом прочности 750МПа инструментом из Т15К6

13. Установленная мощность электродвигателя

(принимается предварительно)

14. Выбор электродвигателя

АИР 160S8 ТУ 16-525.564-84

2. Расчет кинематических характеристик

Дано:

1. Знаменатель геометрической прогрессии

2. Максимальная и минимальная частоты вращения

3. Электродвигатель

АИР 160S8 ТУ 16-525.564-84

Расчет

1. Т.к. поворотный стол у карусельного станка имеет цилиндрическую зубчатую передачу с передаточным отношение равным 4, и коническую передачу с передаточным отношением равным 1 , то

Принимаем

2. Число скоростей Z

Примем число ступеней z=18

Примем

3. Расчёт частоты вращения

Принимаем:

4. Выбор структурного графика

Возможны варианты:

3*3*2

3*2*3

2*3*3

При условии, что на первом валу коробки скоростей желательно иметь большее число зубчатых колёс выберем вариант 3*3*2

5. Расчёт передаточных отношений

С целью ограничения габаритов зубчатых передач установлены пределы ; . Все полученные передаточные отношения находятся в допустимых пределах.

6. Подбор чисел зубьев

Первая переборная группа:

Вторая переборная группа:

Третья переборная группа:

Исходя из структурного графика, входящий вал коробки скоростей должен иметь

Эл. двигатель имеет

Введём этот коэффициент в передаточное отношение первой переборной группы

7. Определение фактических чисел оборотов коробки скоростей

8. Определение фактических чисел оборотов планшайбы

Выходной вал коробки скоростей соединён с приводным валом планшайбы через коническую передачу и цилиндрическую передачу

;

Числа оборотов планшайбы:

Принимаем:

9. Проверка

Числа оборотов ряда должны отклоняться от табличных значений не более, чем

10. Зубчатые колёса

11. Расчет крутящих моментов

12. Предварительный расчет диаметров валов

13. Расчёт мощности на каждом валу

14. Расчёт модуля зубьев по напряжениям изгиба

Принимаем:

15. Ширина колёс

16. Расчёт модуля по программе

Расчет геометрических параметров зубчатого зацепления

Вал № 1

входные данные

-передаточное отношение

po = 1,45

-допустимые контактные напряжения

skoh = 580,00

-скорость вращения шестерни

cksh = 530,00

-знаменатель геометрического ряда

phi = 1,06

-количество зубьев шестерни

zsh = 29,00

-коэффициент ширины зуба

sh = 8,00

-мощность зубчатой передачи

rmos = 7,28

-допустимые напряжения на изгиб

sizg = 290,00

-угол наклона зуба шестерни

beta = 0,00

-вид стали

s = 40,00

-количество скоростей

kolck= 1,00

Результаты расчетов :

ПРЕОБЛАДАЮТ ИЗГИБНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

МОДУЛЬ КОЛЕСА = 1,04

ШИРИНА КОЛЕСА = 8,48

Вал № 2

входные данные

-передаточное отношение

po = 1,69

-допустимые контактные напряжения

skoh = 580,00

-скорость вращения шестерни

cksh = 315,00

-знаменатель геометрического ряда

phi = 1,06

-количество зубьев шестерни

zsh = 29,00

-коэффициент ширины зуба

sh = 8,00

-мощность зубчатой передачи

rmos = 7,06

-допустимые напряжения на изгиб

sizg = 290,00

-угол наклона зуба шестерни

beta = 0,00

-вид стали

s = 40,00

-количество скоростей

kolck= 1,00

Результаты расчетов :

ПРЕОБЛАДАЮТ ИЗГИБНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

МОДУЛЬ КОЛЕСА = 1,20

ШИРИНА КОЛЕСА = 9,73

Вал № 3

входные данные

-передаточное отношение

po = 1,00

-допустимые контактные напряжения

skoh = 580,00

-скорость вращения шестерни

cksh = 36,00

-знаменатель геометрического ряда

phi = 1,06

-количество зубьев шестерни

zsh = 29,00

-коэффициент ширины зуба

sh = 8,00

-мощность зубчатой передачи

rmos = 6,85

-допустимые напряжения на изгиб

sizg = 290,00

-угол наклона зуба шестерни

beta = 0,00

-вид стали

s = 40,00

-количество скоростей

kolck= 1,00

Результаты расчетов :

ПРЕОБЛАДАЮТ ИЗГИБНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

МОДУЛЬ КОЛЕСА = 2,26

ШИРИНА КОЛЕСА = 18,11

Вал № 4

входные данные

-передаточное отношение

po = 1,67

-допустимые контактные напряжения

skoh = 580,00

-скорость вращения шестерни

cksh = 190,00

-знаменатель геометрического ряда

phi = 1,06

-количество зубьев шестерни

zsh = 27,00

-коэффициент ширины зуба

sh = 8,00

-мощность зубчатой передачи

rmos = 6,45

-допустимые напряжения на изгиб

sizg = 290,00

-угол наклона зуба шестерни

beta = 0,00

-вид стали

s = 40,00

-количество скоростей

kolck= 1,00

Результаты расчетов :

ПРЕОБЛАДАЮТ ИЗГИБНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

МОДУЛЬ КОЛЕСА = 1,39

ШИРИНА КОЛЕСА = 11,23

3. Силовой расчет

1. Расчёт на сложное сопротивление

Определение окружных и радиальных усилий:

2. Определение реакций опор

-6-21+430-213=0

0=0 - верно

-527+580+1182-1235=0

0=0 - верно

Суммарные реакции:

Изгибающие моменты:

Суммарный изгибающий момент:

3. Расчёт на статическую прочность

Рассмотрим наиболее нагруженное сечение - середина зубчатого колеса 1

Напряжение изгиба:

Момент сопротивления:

, вал шлицевый 8*56*65

Напряжение кручения:

Частные коэффициенты:

Для вала из стали 5

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

7.75>2 - верно

Значит прочность вала обеспечена в опасном сечении

4. Проверка подшипников 3 вала:

Требуемая долговечность: t=15000ч.

Подшипники шариковые однорядные №210 ГОСТ 8338-75

Расчётный ресурс подшипника:

> 15000 - верно

Выбранные подшипники подходят

4. Расчёт шпонок на прочность

2 вал:

Шпонка 18*11*80 ГОСТ 23360-78

D=60мм - диаметр вала

K=4мм - выступ шпонки от шпоночного паза

L=62мм - рабочая длина шпонки (80-18)

B=18мм - ширина шпонки

=210МПа - сталь 3

=100МПа

Проверка на смятие:

<

199<210 - верно

Проверка на срез:

<

41.4<100 - верно

Вывод: шпонка обладает требуемой прочностью.

4 вал:

Шпонка 18*11*200

D=60мм

K=4мм

L=182мм - рабочая длина шпонки (200-18)

B=18мм

=210МПа - сталь 3

=100МПа

<

264<210 - неверно

Заменим материал шпонки сталь 3 на сталь 45

=310МПа - сталь 45

=125МПа

<

264<310 - верно

<

55<100 - верно

Вывод: шпонка обладает требуемой прочностью.

5. Расчёт шлицевых соединений

Вал 1 и вал 3 имеют шлицы 8*56*65, где

8 - количество шлицев

D=65мм - наружный диаметр

D=56мм - внутренний диаметр

Материал вала 1 - сталь 40Х

Материал вала 3 - сталь 40Х, т.к. износостойкая при средних условиях эксплуатации =650 МПа

Проверка на смятие рабочих граней шлицев:

- рабочая площадь смятия

=125мм - длина ступицы

F=0.3 - фаска на шлицах

<

40.3<60 - верно

Вывод: шлица обладают требуемой прочностью.

6. Смазка

В коробке скоростей применяется смазка поливанием. Поливание применяется для зубчатых передач, работающих с любыми окружными скоростями.

Смазочная жидкость нагнетается из ванны плунжерным насосом в трубку, расположенную в верхней части коробки скоростей. Затем из неё разбрызгивается на вращающиеся колёса. Насос приводится в действие от эксцентрика, расположенного на втором валу коробки.

Производительность насоса определяется в предположении, что всё количество тепла, выделяемое при трении, отводится маслом, циркулирующем в смазочной системе.

Работа сил трения:

токарный станок смазка шлицевый

А = Nэ (1-з),

где Nэ= 7,5кВт - мощность электродвигателя

з = 0,84 - КПД коробки скоростей.

Количество тепла, выделяемое при трении:

W = 860N (1-з)

Количество тепла, отводимого смазочной жидкостью:

W =60Q х сгДt

Q = N (1-з) = K х N (1-з); К=1

Q = 1 х 7,5(1- 0,84) = 1,2 л/мин

Примем насос плунжерный 25 МН 3030-61

Qном = 0,25 л/мин при n = 100 об/мин

Qнасоса = , л/мин, что соответствует требуемой производительности насоса Q = 1,2 л/мин.

Выбранный насос подходит.

Библиографический список

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 1. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 912 с.: ил.

2. Анухин В. И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на чертежах: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 219 с.

3. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. - 9-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 496 с.

4. Курмаз Л.В. Конструирование узлов и деталей машин: Справочное учебно-методическое пособие/Л.В. Курмаз, О.Л. Курмаз. - М.: Высш. шк., 2007. - 455 с.: ил.

5. Металлорежущие станки: Учебник для техникумов по специальности «обработка металлов резанием». - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 416с., ил.

6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А. Г. Косиловой и Р.

7. Н.Н. Чернов «Металлорежущие станки» Москва 1988г.

8. В.К. Тепинкичеев «Металлорежущие станки» 1972г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Коробка скоростей товарно-карусельного станка для обработки заготовок. Параметры обработки и механические свойства деталей механизма. Расчёт технических и кинематических характеристик. Силовой расчёт, расчёт шлицевых соединений и шпонок на прочность.

    курсовая работа [188,8 K], добавлен 21.10.2012

  • Техническая характеристика токарно-винторезного станка. Обоснование числа ступней скоростей. Выбор структуры привода. Построение картины чисел оборотов. Расчет модулей зубчатых колес. Описание конструкции коробки скоростей. Разработка систем смазки.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 27.06.2015

  • Исполнительные движения, структура станка. Определение передаточных отношений передач графоаналитическим методом, построение структурной сетки и графика чисел оборотов. Расчет зубчатых передач. Выбор материала валов. Подбор шпонок и шлицевых соединений.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.04.2016

  • Кинематический расчет коробки скоростей горизонтально-фрезерного станка. Выбор предельных режимов резания. Определение чисел зубьев передач. Расчет вала на усталостною прочность. Подбор подшипников расчетного вала, электромагнитных муфт и системы смазки.

    курсовая работа [184,6 K], добавлен 22.09.2010

  • Особенности и требования, предьявляемые к коробкам скоростей. Выбор оптимальной компоновки кинематической схемы привода станка. Подбор шлицевых соединений, подшипников, системы смазки для проектирования коробки скоростей вертикально-сверлильного станка.

    курсовая работа [297,2 K], добавлен 22.09.2010

  • Назначение 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 11.08.2011

  • Определение технических характеристик металлорежущего станка. Определение основных кинематических параметров. Определение чисел зубьев зубчатых колес и диаметров шкивов привода. Проектировочный расчет валов, зубчатых передач и шпоночных соединений.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 14.09.2012

  • Металлорежущий станок модели 7В36: предназначение, кинематическая схема. Расчет автоматической коробки скоростей: построение структурной сетки, графика чисел оборотов; определение чисел зубьев шестерен. Компоновка АКС с использованием фрикционных муфт.

    контрольная работа [2,3 M], добавлен 13.02.2011

  • Назначение и область применения токарно-винторезного станка. Расчет режимов резания. Графоаналитический расчет коробки скоростей. Подбор электродвигателя главного движения и передаточных отношений. Расчёт валов с помощью программы APM Shaft 9.4.

    курсовая работа [7,7 M], добавлен 10.02.2010

  • Выбор режимов резания на токарных станках. Эффективная мощность привода станка. Выбор типа и кинематической схемы механизма главного движения. Расчет коробки скоростей, основных конструктивных параметров деталей привода. Определение чисел зубьев шестерен.

    курсовая работа [874,8 K], добавлен 20.02.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.