Главный привод металлорежущего станка
Обоснование технической характеристики станка. Число ступеней привода. Определение ряда частот вращения шпинделя. Составление вариантов структурных формул привода. Прочностной расчет привода главного движения. Выбор электрических муфт и подшипников.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.12.2015 |
Размер файла | 390,5 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
- 1. Техническое задание
- 2. Обоснование технической характеристики проектируемого станка
- 2.1 Подбор станков-аналогов
- 2.2 Расчет числа ступеней привода
- 2.3 Определение ряда частот вращения шпинделя
- 2.4 Выбор электродвигателя
- 3. Кинематический расчет привода главного движения
- 3.1 Составление возможных вариантов структурных формул привода
- 3.2 График частот вращения шпинделя
- 3.3 Расчет передаточных отношений и чисел зубьев колес
- 3.4 Определение действительных частот вращения шпинделя
- 3.5 Определение погрешности частот вращения шпинделя
- 3.6 Кинематическая схема привода
- 4. Прочностной расчет привода главного движения
- 4.1. Расчет модуля зубчатых передач
- 4.1 Определяем размеры зубчатых колес привода станка
- 4.2 Расчёт крутящих моментов и диаметра валов
- 5. Выбор электрических муфт
- 6. Выбор подшипников
- Заключение
- Список литературы
- 1. Техническое задание
- Перед станкостроителями нашей страны стоят огромные задачи по: увеличению объёма производства металлорежущих станков и кузнечно - прессовых машин; обеспечению опережающего развития выпуска станков с числовым программным управлением, развитию производства тяжелых, уникальных и высокоточных станков; значительному увеличению выпуска специальных станков и автоматических линий, организации производства переналаживаемых на различные размеры деталей комплексных автоматических линий для отраслей с крупносерийным и массовым выпуском изделий: созданию комплектов высокопроизводительного металлообрабатывающего оборудования, управляемых с помощью электронных вычислительных машин, для организации на базе этого оборудования участков и цехов в отраслях с мелкосерийным и серийным выпуском изделий; разработке и производству оборудования для автоматизации сборки массовых изделий в машиностроении; организации серийного производства автоматических манипуляторов с программным управлением, позволяющих механизировать и автоматизировать тяжелые физические и монотонные работы.
- Конструкции создаваемых станков должны быть перспективными, т. е. отвечать требованиям завтрашнего дня. При разработке нового станка необходимо заложить в проект определенный запас совершенства и новизны решений его основных элементов по сравнению с уже известными. При создании нового станка следует стремиться к сокращению сроков проектирования и освоения его производства. Вновь выпускаемая продукция должна быть конкурентоспособной.
- Группа фрезерных станков занимает одно из ведущих мест в парке металлорежущих станков, что в свою очередь приводит к необходимости проектирования новых усовершенствованных моделей станков этой группы. Продольно-фрезерные станки предназначены для обработки заготовок типа призм, уголков и параллелепипедов сложной конфигурации в серийном производстве. Наружные поверхности обрабатываются фрезами различных типов, из различных материалов, с разным числом устанавливаемых зубьев.
- При проектировании фрезерных станков следует обратить внимание на следующие положения:
- разработка технологического процесса обработки;
- определение предельных режимов обработки, сил резания и эффективной мощности, а также величин рабочих и холостых ходов рабочих органов станка;
- определение основных технических характеристик станка;
- выбор типа привода и разработка кинематической схемы станка.
2. Обоснование технической характеристики проектируемого станка
2.1 Подбор станков-аналогов
Используя литературу, указанную в списке, подбираем аналог к проектируемому станку
Основные характеристики |
Модели станков |
Проектируемый станок |
||||
6Г610 |
6У612 |
6606 |
6Г608 |
|||
Размеры стола ВхH, мм |
1000х 3150 |
1250х 4000 |
630х 2000 |
630х 2500 |
630х 2000 |
|
Мощность главного электродвигателя N, кВт |
18,5 (4) |
22 (4) |
11(3) |
15 (3) |
8 |
|
Максимальная частота вращения шпинделя nmax, об/мин |
1250 |
1250 |
1600 |
1250 |
1600 |
|
Минимальная частота вращения шпинделя nmin, об/мин |
16 |
25 |
16 |
16 |
80 |
|
Число скоростей шпинделя |
20 |
18 |
21 |
20 |
||
Число шпиндельных бабок: горизонтальных вертикальных |
2 2 |
2 2 |
2 1 |
2 1 |
||
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота |
8700 5000 4050 |
11070 5630 5200 |
6200 3750 3600 |
17435 4100 3800 |
||
Масса, кг |
35000 |
69500 |
21500 |
27500 |
В качестве аналога принимаем продольно-фрезерный станок 6606
2.2 Расчет числа ступеней привода
а) Определяем знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя для базового станка 6606:
j = = = 1,25.
Для проектирования привода принимаем =1,25
б) Определяем диапазон регулирования частот вращения шпинделя, которые требуются по заданию:
в) Рассчитываем число ступеней привода:
Окончательно принимаем число ступеней привода главного движения станка Z = 12
2.3 Определение ряда частот вращения шпинделя
Согласно стандартному ряду [по справочнику Г. А. Торзиманова] и данной структуре с выпадением выбираем и устанавливаем ряд частот вращения шпинделя, мин -1:
80; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1600.
Выпали частоты вращения: 100 и 1250
2.4 Выбор электродвигателя
Выбираем двухскоростной двигатель с мощностью N эд = 8 кВт. Этой мощности соответствует двигатель асинхронный серии 4А модели 4А160S8 c номинальными частотами вращения nдв1 = 730 об/мин при использовании 8 пар полюсов, и номинальной частотой вращения nдв2 = 1460 об/мин при использовании 4 пар полюсов.
3. Кинематический расчет привода главного движения
3.1 Составление возможных вариантов структурных формул привода
Составляем возможные варианты общих стандартных формул привода и их структурные сетки. Выбираем первый тип кинематической формулы, т.к. он оптимальный.
Z = 2[3] * 3[2] * 2[6]
Другой вариант неоптимальный
Z = 2[3] * 2[2] * 3[4]
Выбираем первый тип кинематический вариант Z = 2[3] * 3[2] * 2[6], т.к. он оптимальный, потому что количество передач убывает и характеристики группы возрастает к концу привода.
3.2 График частот вращения шпинделя
Построим график частот вращения по структурной сетке.
3.3 Расчет передаточных отношений и чисел зубьев колес
Подсчитываем число зубьев колес, составляющих привод главного движения. Критерий для выбора числа зубьев колес в группах передач -- минимальное отклонение передаточного отношения пары шестерня - колесо от графика.
Основная переборная группа:
25 |
||
29 |
Первая переборная группа:
32 |
40 |
||
25 |
32 |
||
57 |
72 |
20 |
24 |
28 |
32 |
||
25 |
30 |
35 |
40 |
||
45 |
54 |
63 |
72 |
20 |
21 |
24 |
||
40 |
42 |
48 |
||
60 |
63 |
72 |
Вторая переборная группа:
50 |
||
50 |
||
100 |
18 |
20 |
||
72 |
80 |
||
90 |
100 |
60 |
||
60 |
||
120 |
Тогда число зубьев и передаточные отношения будут:
Z1=25; z2=29 |
Z3=32; z4=40 Z5=40; z6=32 Z7=24; z8=4 |
Z9=50; z10=50 Z11=20; z12=80 |
Z13=60; z14=60 |
|
3.4 Определение действительных частот вращения шпинделя
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
мин-1
3.5 Определение погрешности частот вращения шпинделя
Относительная погрешность частот вращения шпинделя фрезерного станка не должна превышать значение при выбранном коэффициенте :
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Мы можем сделать вывод о том, что погрешности частот вращения шпинделя находятся в допустимых пределах (не превышают допустимые 2,5%.)
Окончательно принимаем числа зубьев всех передач привода.
3.6 Кинематическая схема привода
4. Прочностной расчет привода главного движения
4.1 Расчет модуля зубчатых передач
Расчёт модуля цилиндрических передач по допускаемым контактным напряжениям и напряжениям изгиба
Расчетный модуль по контактным напряжениям
Расчетный модуль по напряжениям изгиба
где Сk = 3530,9 и Си = 84,87 - коэффициенты, зависящие от материала зубчатой пары, для стальной шестерни и стального колеса
U - передаточное число зубчатой пары;
- коэффициент ширины колеса;
- число зубьев шестерни;
=310 МПа и - допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба,
N - номинальная передаваемая мощность, кВт, определяется по формуле:
N = Nэ* ;
где Nэ = 8 кВт - мощность электродвигателя, - КПД кинематической цепи от двигателя до рассчитываемой шестерни
Y - коэффициент формы зуба, зависит от числа зубьев;
и - коэффициенты долговечности колес, рассчитываются по формулам:
станок привод муфта подшипник
где и -коэффициенты, учитывающие изменение мощности.
и - коэффициенты, учитывающие переменность частот вращения шестерни;
- долговечность зубчатой пары, ч
- минимальная частота вращения в группе, мин-1
- скоростной коэффициент, определяется по формуле
Где: C - коэффициент, зависящий от материала и точности обработки шестерен; для закаленных С = 9
V- допускаемая окружная линейная скорость в зубчатой передаче; для закаленных V = 9
Для Д-I
кВт
об/мин. - частота вращения шестерни
об/мин. - минимальная частота в группе
- число зубьев шестерни
U=1,16; ;;
Y=0,108 - коэффициент формы зуба
;
Стандартное значение модуля по ГОСТ 9563 - 60: 5
Для I-II
кВт
об/мин. - частота вращения шестерни
об/мин. - минимальная частота в группе
- число зубьев шестерни
U=2; ;;
Y=0,107 - коэффициент формы зуба
;
Стандартное значение модуля по ГОСТ 9563 - 60: 5
Для II-III
кВт
об/мин. - частота вращения шестерни
об/мин. - минимальная частота в группе
- число зубьев шестерни
U=4; ;;
Y=0,04 - коэффициент формы зуба
;
Стандартное значение модуля по ГОСТ 9563 - 60: 6
Для III-IV (Шп.)
кВт
об/мин. - частота вращения шестерни
об/мин. - минимальная частота в группе
- число зубьев шестерни
U=1; ;;
Y=0,134 - коэффициент формы зуба
;
Стандартное значение модуля по ГОСТ 9563 - 60: 6
Определяем модули зубчатых зацеплений с помощью ЭВМ по программе кафедры ОАМ ModLZubCos и сводим все рассчитанные значения в таблицу
Модули зубчатых зацеплений:
Д - I |
I - II |
II - III |
III - ШП |
||
Мощность |
7,76 |
7,45 |
7,23 |
6,95 |
|
Ширина зубчатого колеса |
50 |
50 |
60 |
60 |
|
Ширина зубчатого шестерни |
60 |
60 |
72 |
72 |
|
Модуль на контактное напряжение |
4,76 |
4,77 |
5,74 |
5,32 |
|
Модуль на напряжение изгиба |
1,25 |
1,32 |
2,05 |
1,55 |
|
Стандартное значение модуля по ГОСТ 9563 - 60 |
5 |
5 |
6 |
6 |
|
Значение межосевого расстояния, расчетное |
135 |
180 |
300 |
360 |
|
Число зубьев шестерни |
25 |
24 |
20 |
60 |
|
Число зубьев колеса |
29 |
48 |
80 |
60 |
Вывод: Результат определения модулей зубчатых зацеплений с помощью ЭВМ совпадают с ручным расчетом.
4.2 Определяем размеры зубчатых колес привода станка
Рабочую ширину шестерни в мм определяют по формуле:
b = m
Общую ширину шестерни в мм с учетом зубозакруглений, фасок и неточностей сборки находят из выражения:
bобщ = b+2m.
Делительный диаметр:
d 1 = Z. m
Диаметр вершин зубьев :
d a1 = Z. m + 2m.
Результаты сводим в таблицу:
d 1 = Z. m |
d a1 = Z. m + 2m |
b = m |
bобщ = b+2m |
|||
m |
||||||
Z1=25 |
5 |
125 |
135 |
60 |
||
Z2=29 |
145 |
155 |
50 |
|||
Z3=32 |
5 |
160 |
170 |
60 |
||
Z4=40 |
200 |
210 |
50 |
|||
Z5=40 |
200 |
210 |
50 |
|||
Z6=32 |
160 |
170 |
60 |
|||
Z7=24 |
120 |
130 |
60 |
|||
Z8=48 |
240 |
250 |
50 |
|||
Z9=50 |
6 |
300 |
312 |
60 |
||
Z10=50 |
300 |
312 |
72 |
|||
Z11=20 |
120 |
132 |
72 |
|||
Z12=80 |
480 |
492 |
60 |
|||
Z13=60 |
6 |
360 |
372 |
72 |
||
Z14=60 |
360 |
372 |
60 |
4.3 Расчёт крутящих моментов и диаметра валов
Диаметр вала d в мм определяется по формуле:
где []к - допускаемое напряжение кручения, []к = 20 МПа;
T - крутящий момент на валу; определяется по формуле:
где N - передаваемая мощность на валу, кВт;
- частота вращения шпинделя, мин-1.
Вал Д:
N= 7,76 кВт ;
Принимаем dд = 30 мм.
Вал I
N= 7,45 кВт ;
Принимаем dI = 35 мм.
Вал II
N=7,23 кВт ;
Принимаем dII = 45 мм.
Вал III
N=6,95 кВт ;
Принимаем dIII = 50 мм.
4. Выбор электрических муфт
Выбираем габаритные размеры муфты (по ГОСТ 21573-76) исполнение Э1ТМ…2 с контактным такопроводом.
Вал |
I |
II |
III |
|
d мм |
45 |
55 |
60 |
|
Габариты муфты |
11 |
12 |
13 |
Габаритные размеры электромагнитных муфт по ГОСТ 21573-76:
Вал |
Обозначения |
D |
D1 |
D2 |
D3 |
L |
l |
d |
b |
n |
диск |
|
I |
Э1ТМ112 |
150 |
150 |
45 |
140 |
60 |
15 |
5 |
20 |
8 |
5/6 |
|
II |
Э1ТМ122 |
170 |
170 |
55 |
160 |
68 |
15 |
5 |
20 |
8 |
5/6 |
|
kIII |
Э1ТМ132 |
190 |
190 |
60 |
180 |
78 |
15 |
5 |
20 |
8 |
5/6 |
5. Выбор подшипников
Выбираем подшипники шариковые однорядные ГОСТ 8338-75 (легкая серия)
Таблица подшипников
Номер вала |
I |
II |
III |
||
Диаметр вала |
35 |
45 |
50 |
60 |
|
Подшипник |
207 |
209 |
210 |
212 |
Выбираем подшипники шариковые однорядные ГОСТ 8338-75 (особолегкая серия серия) под шестернями, закрепленными с муфтами.
Номер вала |
I |
II |
III |
|
Диаметр вала |
45 |
55 |
60 |
|
Подшипник |
7000109 |
7000111 |
7000112 |
Габаритные размеры подшипников по ГОСТ 8338-75
Обозначение |
d |
D |
B |
r |
|
207 |
35 |
72 |
17 |
2 |
|
209 |
45 |
85 |
19 |
2 |
|
210 |
50 |
90 |
20 |
2 |
|
212 |
60 |
110 |
22 |
2,5 |
|
7000109 |
45 |
75 |
10 |
1 |
|
7000111 |
55 |
90 |
11 |
1 |
|
7000112 |
60 |
95 |
11 |
1 |
Заключение
Спроектирована коробка скоростей продольно-фрезерного станка модели 6606. В процессе выполнения курсового проекта были получены необходимые знания для конструирования привода главного движения. Изучил технические характеристики, назначение основных узлов, механизмов и органов управления. Приобрел важные знания о движениях в станке и принципах его работы. Также я ознакомил с кинематикой продольно-фрезерного станка. Была изучена его кинематическая структура и кинематическая настройка. Провел построение и сделал описание кинематической схемы станка по заданной структурной формуле, построил кинематические варианты включения и выбрал оптимальный вариант. Далее построили график чисел оборотов шпинделя и определили параметры кинематических передач привода. Вследствие проведённой работы рассчитал оценку точности кинематического расчёта привода продольно-фрезерного станка. Выбрал электрические муфты и подшипники для валов и под шестернями, закрепленными с муфтами. По расчетам был сделан чертеж.
Список литературы
1. Тарзиманов Г.А. Проектирование металлорежущих станков. - М.: Машиностроение. 1980. - 288 с.
2. Кучер А.М. Металлорежущие станки. - М.: Машиностроение. 1972. - 305с.
3. Металлорежущие станки и автоматы: учебник для втузов. Под ред. А.С. Проникова. - М.: Машиностроение. 1981. - 479 с., ил.
4. Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя. - М.: Машиностроение. 1979. -Т.2 - 559 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Обоснование технической характеристики проектируемого станка, подбор и анализ существующих аналогов, расчет числа ступеней привода и выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода главного движения. Выбор электрических муфт и подшипников.
курсовая работа [338,2 K], добавлен 14.04.2015Назначение станка и область применения. Выбор структуры привода главного движения. Определение технических характеристик станка. Силовой, прочностной расчет основных элементов привода главного движения. Проверочный расчёт подшипников и валов на прочность.
курсовая работа [624,1 K], добавлен 25.10.2013Определение общего числа возможных вариантов для привода главного движения металлорежущего станка. Разработка кинематической схемы для основного графика частот вращения шпиндельного узла. Определение числа зубьев всех зубчатых колес и диаметров шкивов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.09.2013Назначение горизонтально-расточного станка 2А620Ф2-1-2, анализ конструкции привода главного движения. Определение частот вращения шпинделя. Построение структурной схемы привода со ступенчатым изменением частоты вращения. Расчет коробки скоростей.
курсовая работа [917,2 K], добавлен 17.01.2013Обоснование выбора нового привода коробки скоростей. Разработка зубчатой передачи и расчет шпинделя на усталостное сопротивление. Проектирование узлов подшипников качения и прогиба на конце шпинделя, динамических характеристик привода и системы смазки.
курсовая работа [275,3 K], добавлен 09.09.2010Устройство и работа вертикально–сверлильного станка. Проектирование привода со ступенчатым регулированием. Построение диаграммы чисел вращения шпинделя. Расчет чисел зубьев передач привода. Анализ структурных сеток. Расчет бесступенчатого привода.
курсовая работа [911,9 K], добавлен 28.05.2013Разработка привода главного движения радиально-сверлильного станка со ступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Расчет мощности привода и крутящих моментов, предварительных диаметров валов и зубчатых колес. Система смазки шпиндельного узла.
курсовая работа [800,9 K], добавлен 07.04.2012Изучение 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 28.01.2014Изучение процесса модернизации привода главного движения вертикально-сверлильного станка модели 2А135 для обработки материалов. Расчет зубчатых передач и подшипников качения. Кинематический расчет привода главного движения. Выбор электродвигателя станка.
курсовая работа [888,2 K], добавлен 14.11.2011Назначение и технические характеристики горизонтально-фрезерного станка. Построение графика частот вращения. Выбор двигателя и силовой расчет привода. Определение чисел зубьев зубчатых колес и крутящих моментов на валах. Описание системы смазки узла.
курсовая работа [145,1 K], добавлен 14.07.2012