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 n_дв1 = 730 об/мин при использовании 8 пар полюсов, и номинальной частотой вращения n_дв2 = 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 С_k = 3530,9 и С_и = 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 N_э = 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:

b_общ = 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 d_д = 30 мм.

Вал I

N= 7,45 кВт ;

Принимаем d_I = 35 мм.

Вал II

N=7,23 кВт ;

Принимаем d_II = 45 мм.

Вал III

N=6,95 кВт ;

Принимаем d_III = 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