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 14.04.2015

  • Назначение 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 25.10.2013

  • Определение 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 30.09.2013

  • Назначение 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 17.01.2013

  • Обоснование 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 09.09.2010

  • Устройство 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 28.05.2013

  • Разработка 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 07.04.2012

  • Изучение 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 28.01.2014

  • Изучение 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 14.11.2011

  • Назначение 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

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.