Разработать конструкцию привода главного движения вертикально- фрезерного станка
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Мая 2016 в 03:45, курсовая работа
Описание работы
Целью данного курсового проекта является разработка привода главного движения вертикально-фрезерного станка. Основные пункты разработки положены в содержание курсового проекта.
При расчёте были использованы необходимая литература и следующие исходные данные:
число ступеней ряда ;
мощность двигателя ;
минимальное число оборотов шпинделя ;
максимальное число оборотов шпинделя ;
вид переключения передвижные блоки.
Файлы: 1 файл
Poyasnitelnaya_zapiska.docx
— 638.06 Кб (Скачать файл)Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя:
;
(1.1)
где , - соответственно максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя, об/мин.
Определяем знаменатель геометрического ряда чисел оборотов шпинделя:
;
(1.2)
где - количество ступеней чисел оборотов шпинделя. [4]
Принимаем
Определяем промежуточные значения частот вращения, затем округляем полученные величины до стандартных значений в соответствии с нормальным рядом чисел в станкостроении ([1], стр. 37, прил. I).
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
×j
1.4 Описание кинематической схемы проектируемого узла, построение структурной сетки и графика частот.
На основе величин и выбираем оптимальный структурный вариант привода:
(1.3)
где – количество различных передач в каждой группе
– характеристика группы передач
Значения для j должны удовлетворять условию:
для понижающих передач
для повышающих передач .
По выбранному оптимальному структурному варианту привода строим структурную сетку рис.3.
Зная частоту вращения электродвигателя , строим структурный график чисел оборотов привода главного движения[4].
(1.4)
Строим график частот (рис. 4):
Определим передаточное отношение в каждой группе передач по формуле:
j (1.5)
где - принятый знаменатель ряда чисел оборотов
- количество интервалов
j
j
j
j
j
j
j
j
j
j
j
Определяем числа зубьев:
Тогда с учетом всего вышеперечисленного имеем:
- | ||
90 | ||
90 | ||
84 | ||
92 | ||
77 |
Рисунок 3 – Структурная сетка привода
Рисунок 4 – График частот
Частота вращения вала не должно отклоняться от табличных значений более чем на
Проверочный расчет подобранных колес
путь |
расчетная скорость |
стандартная |
погрешность | |
1 |
1455∙i1∙i2∙i6∙i8∙i10∙i11 |
62,417 |
63 |
-0,93 |
2 |
1455∙i1∙i3∙i6∙i8∙i10∙i11 |
79,439 |
80 |
-0,70 |
3 |
1455∙i1∙i4∙i6∙i8∙i10∙i11 |
99,867 |
100 |
-0,13 |
4 |
1455∙i1∙i5∙i6∙i8∙i10∙i11 |
124,833 |
125 |
-0,13 |
5 |
1455∙i1∙i2∙i7∙i8∙i10∙i11 |
160,723 |
160 |
0,45 |
6 |
1455∙i1∙i3∙i7∙i8∙i10∙i11 |
198,599 |
200 |
-0,70 |
7 |
1455∙i1∙i4∙i7∙i8∙i10∙i11 |
249,667 |
250 |
-0,13 |
8 |
1455∙i1∙i5∙i7∙i8∙i10∙i11 |
312,084 |
315 |
-0,93 |
9 |
1455∙i1∙i2∙i6∙i9∙i10∙i11 |
399,467 |
400 |
-0,13 |
10 |
1455∙i1∙i3∙i6∙i9∙i10∙i11 |
508,413 |
500 |
1,68 |
11 |
1455∙i1∙i4∙i6∙i9∙i10∙i11 |
639,147 |
630 |
1,45 |
12 |
1455∙i1∙i5∙i6∙i9∙i10∙i11 |
798,934 |
800 |
-0,13 |
13 |
1455∙i1∙i2∙i7∙i9∙i10∙i11 |
998,668 |
1000 |
-0,13 |
14 |
1455∙i1∙i3∙i7∙i9∙i10∙i11 |
1271,032 |
1250 |
1,68 |
15 |
1455∙i1∙i4∙i7∙i9∙i10∙i11 |
1597,868 |
1600 |
-0,13 |
16 |
1455∙i1∙i5∙i7∙i9∙i10∙i11 |
1997,335 |
2000 |
-0,13 |
Рисунок 5 – Кинематическая схема проектируемого привода
1.5 Расчет мощности привода и крутящих моментов на валах.
Эффективная мощность станка
Определение расчетной мощности электродвигателя
где – КПД привода (ременная передача – 0,94; 4 цилиндрических зубчатых передач – 0,96; 1 коническая зубчатая передача – 0,95; 6 пар подшипников – 0,99)
Тем самым получаем КПД равный 71,41%
Из условия , выбираем электродвигатель AИР160S4 ТУ 16-525.564-84
Определяем мощность на каждом валу с учетом потерь на трение в подшипниках и зацеплениях зубчатых колес:
I вал: hh
II вал hh
III вал hh
IV вал hh
V вал hh
VI вал hh
Определяем крутящие моменты на каждом валу.
Для вала I
Для вала II
Для вала III
Для вала IV
Для вала V
Для вала VI
1.6 Расчет передач, устройств и механизмов привода станка.
1.6.1 Выбор материала
Для шестерен и колес, от которых требуется высокая износостойкость, принимаем по таблице 4.1.1 сталь 45ХН ([2], стр. 43). Основные механические характеристики: твердость ss, термообработка – улучшение.
1.6.2 Расчёт цилиндрической передачи
Для первой группы колес
- Модуль передачи
Где – вспомогательный коэффициент для прямозубых передач
– исходный крутящий момент на шестерне
– коэффициент нагрузки для шестерни
– коэффициент, учитывающий форму зуба от
– число зубьев шестерни
– отношение ширины колеса к модулю
– допустимое
напряжение для материала шестерни,
Мпа
– предел выносливости материала зуба, МПа
– коэффициент режима нагружения и долговечности
Принимаем
- Межосевое расстояние.
- Проверочный расчет на выносливость зубьев при изгибе. Удельная расчетная окружная сила
Где – исходный крутящий момент на шестерне
– ширина венца по основанию зуба, мм
– коэффициент,
учитывающий динамическую нагрузку
в зацеплении
– коэффициент,
учитывающий неравномерность распределения
нагрузки по ширине венца
– коэффициент,
учитывающий распределение нагрузки
между зубьями
– делительный диаметр шестерни, мм
- Расчетное напряжение изгиба зубьев
Где - удельная расчетная окружная сила
- модуль передачи
– коэффициент формы зуба
– коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев
– коэффициент, учитывающий наклон зуба
- Допустимое напряжение изгиба при расчете зубьев
– длительный
предел выносливости зубьев при
изгибе
– коэффициент,
учитывающий влияние шлифования
переходной поверхности зубьев
– коэффициент,
учитывающий влияние упрочнения
переходной поверхности зубьев
– коэффициент учитывающий особенности работы зубьев при передаче реверсивной нагрузки
– коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса, при
– коэффициент режима нагружения и долговечности
– коэффициент , отражающий чувствительность материала зубьев к концентрации напряжений
– коэффициент,
учитывающий параметры шероховатости
переходной поверхности зуба
– коэффициент безопасности
Прочность обеспечена
- Расчет передач на контактную выносливость зубьев. Удельная расчетная окружная сила
Где – исходный крутящий момент на шестерне
– ширина венца по основанию зуба, мм
– начальный диаметр колеса, мм
– коэффициент,
учитывающий динамическую
– коэффициент,
учитывающий неравномерность
– коэффициент,
учитывающий распределение
- Расчетное контактное напряжение
Где – удельная расчетная окружная сила
- коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев в полюсе зацепления
– коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес
– коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий
- Допустимое напряжение изгиба при расчете зубьев
– длительный
предел выносливости зубьев при
изгибе
– коэффициент,
учитывающий параметр шероховатости
поверхностей зубьев, при
– коэффициент, учитывающий окружную скорость
– коэффициент, учитывающий влияние смазочного материала
– коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса, при
– коэффициент режима нагружения и долговечности
– коэффициент режима нагружения и долговечности
Прочность обеспечена
Для второй группы колес
- Модуль передачи
Принимаем
- Межосевое расстояние.
- Проверочный расчет на выносливость зубьев при изгибе. Удельная расчетная окружная сила
- Расчетное напряжение изгиба зубьев
Прочность обеспечена
- Расчет передач на контактную выносливость зубьев. Удельная расчетная окружная сила
- Расчетное контактное напряжение
Прочность обеспечена
Для третьей группы колес
- Модуль передачи
Принимаем
- Межосевое расстояние.
- Проверочный расчет на выносливость зубьев при изгибе. Удельная расчетная окружная сила
- Расчетное напряжение изгиба зубьев
Прочность обеспечена
- Расчет передач на контактную выносливость зубьев. Удельная расчетная окружная сила
- Расчетное контактное напряжение
Прочность обеспечена
Для четвертой группы колес
- Модуль передачи
Принимаем
- Межосевое расстояние.
- Проверочный расчет на выносливость зубьев при изгибе. Удельная расчетная окружная сила
- Расчетное напряжение изгиба зубьев
- Допустимое напряжение изгиба при расчете зубьев
Прочность обеспечена
- Расчет передач на контактную выносливость зубьев. Удельная расчетная окружная сила
- Расчетное контактное напряжение
Прочность обеспечена
Для пятой группы колес
- Модуль передачи