Металлорежушие станки - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Металлорежушие станки

Проектирование металлорежущего станка: разработка его кинематической схемы, построение структурной сетки и диаграммы частот вращения. Определение передаточных отношений, чисел зубьев и диаметров шкивов. Расчет мощности на валах и проверка подшипников.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
3.Определение технической характеристики проектируемого станка
4.2 Построение диаграммы частот вращения
5.2 Определение чисел зубьев и диаметров шкивов
6. Определяем диаметры шкивов ременной передачи
9. Определение крутящего момента на валах
12. Геометрический расчёт зубчатой передачи
12.1 Нахождение делительного диаметра колёс
12.2 Определение ширины венца зубчатых колёс
13.3 Расчетное значение контактного напряжения
13.4 Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса
14. Проверка подшипников на грузоподъемность
14.1 Проверка подшипников на долговечность
18.Список использованной литературы
металлорежущий станок вал подшипник
Тип станка - горизонтально-фрезерный консольный;
Размерная характеристика станка: №0 (стол станка 200 х 800 мм);
Обрабатываемый материал: конструкционная сталь твердость НВ160…260;
Способ переключения скоростей: ручное;
Сборочная единица: шпиндельный узел с переборным устройствром.
Знаменатель ряда значений скоростей главного движения: =1,25 (принят как рекомендуемое значение для фрезерных станков);
3. Определение технической характеристики проектируемого станка
3 .1 Анализ технических характеристик станков, аналогичных проектируемому
Основная размерная характеристика: стол 200 ? 800 мм ;
Таблица 1 - Технические характеристики станков
Основные технические характеристики станка
d max = (0,75 … 1,0) х В = (0,7 … 1,0) x 200 = 140 … 200 мм;
d min = ( 0,1 … 0,17) х d max = ( 0,1 … 0,17) х 190 = 19 …32,3 мм;
Скорость резания при обработке наименьшим диаметром фрезы
Проанализировав аналогичные станки принимаем
3 .2 О пределение ряда частот вращения
Определение числа ступеней частот вращения шпинделя:
Принимаем ряд частот вращения шпинделя:
По ГОСТу 13859-68 выбираем двухскоростной электродвигатель АИС100LB-4/2 (мощность P = 3 кВт частота вращения n 1 = 1430 об/мин,
Рис.3 Диаграмма частот вращения привода главного движения
Передаточное отношение ременной передачи:
Передаточное отношение ременной передачи переборного устройства:
Частные передаточные отношения зубчатых передач:
5 .2 Определение чисел зубьев и диаметров шкивов
Определяем методом наименьшего кратного
6 . Определяем ди аметры шкивов ременной передачи
Для принятого в соответствии с ГОСТ 1284.3 - 80 диаметра меньшего шкива (d 1 = 50 мм.) клиноремённой передачи ( = 0,02) диаметр d 2 ,большего шкива:
Для переборного устройства примем принятого в соответствии с ГОСТ 1284.3 - 80 диаметра меньшего и большего шкивов d 1 ,2 = 112 мм, без учета проскальзывания i=1
7 . Проверочный расчет фактических частот вращения
Фактические частоты вращения шпинделя
[n] = 10 ( - 1) = 10 (1,25 - 1) = 2,5 %;
Все условия n i [n] выполняются - число зубьев колёс, и диаметры шкивов подобраны - верно.
з.з. = 0,98 - КПД зубчатого зацепления;
п.к. = 0,995 - КПД подшипников качения;
р.п. = 0,98 - КПД ремённой передачи;
= Р Эд ? р.п ? п.к. 2 = 3 ?0,98?0,995 2 =2,91 кВт;
= ? з.з. ? п.к. 2 = 2,91 ?0,99 ?0,995 2 = 2,85 кВт;
= ? з.з. ? п.к. 2 = 2,85 ?0,99 ?0,995 2 = 2,79 кВт;
= Р 3 ? р.п ? п.к. 2 = 2,79 ?0,98?0,995 2 =2,71 кВт;
= ? з.з. ? п.к. 2 = 2,71 ?0,99 ?0,995 2 = 2,66 кВт;
9 . Определение крутящего момента на валах
где n p . i - частота вращения i-го вала.
n p . для выходного вала от всего диапазона регулирования для сверлильных станков:
Определяем крутящие моменты на валах:
Приближённо определим диаметры валов по условию прочности для среднеуглеродистой стали (у в = 5 ?8 МПа) для напряжения ф кр = 500?285 кПа:
Ограничение по жёсткости (для допускаемого угла закручивания [] ? (4,4 ?8,8) ?10 -3 рад (~0,25 ? 0,5) 0 на 1 мм длины вала):
Так как диапазоны минимально допустимых по условию жёсткости диаметров валов меньше чем по условию прочности, принимаем за ориентировочный наименьший допускаемый - диаметр по условию прочности. Округляем до стандартного значения по ГОСТ 12081 - 72 в сторону увеличения. Имеем: d 1 = 25 мм; d 2 = 30 мм; d 3 = 35 мм.
Расчёт производим по следующей формуле:
К а - вспомогательный коэффициент: для прямозубых передач
ш ba , ш bd - коэффициенты учитывающие ширину зуба, ш ba = = 0,1, т.
К Н в =1,2 - коэффициент учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по ширине венца;
у НР - допускаемое контактное напряжение,
у H lim - предел контактной выносливости, поверхности зубьев соответствующий эквивалентному числу циклов перемен напряжений:
у H lim b = предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемен напряжений:
у H lim b = 17?НRC + 200 = 17?45 + 200 = 965 МПа - для стали 40Х, термообработка: закалка ТВЧ по всему контуру, твёрдость не ниже HRC 45 … … 55;
К HL - коэффициент долговечности: ориентировочно нагрузку станка принимаю за постоянную, а N НЕ > N HO , тогда К HL = 1 , где N HE и N HO - эквивалентное и базовое число циклов перемен напряжений соответственно.
Тогда: у H lim = у H lim b ? K HL = 965 ?1 = 965 МПа;
S H - коэффициент безопасности: S H = 1,2;
Z R - коэффициент учитывающий шероховатость сопряжённых поверхностей зубьев;
Z V - коэффициент учитывающий окружную скорость;
K L - коэффициент учитывающий влияние смазки;
K xH - коэффициент учитывающий размеры зубчатого колеса;
по нормам точности зубчатых передач для станка нормальной точности;
Расчёт производим по следующей формуле:
Округляем до ближайшего большего стандартного значения по ГОСТ 9563-60:
Уточняем межосевое расстояние по формуле:
12 . Геометри ческий расчёт зубчатой передачи
12 .1 Нахожде ние делительного диаметра колёс
Расчёт производим по следующей формуле:
d 1 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 1 =3 ?30 = 90 мм;
d 2 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 2 =3 ?24 =72 мм;
d 3 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 3 = 3 ? 27 =81 мм;
d 4 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 4 = 3?27 =81 мм;
d 5 = m 12,3,4,5,6 ?z 5 = 3 ?24 =72 мм;
d 6 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 6 = 3 ?30 =90 мм;
d 7 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 7 = 2,25?56=126 мм;
d 8 = m 1,2,3,4,5,6 ?z 8 = 2,25?35=78,75 мм;
d 9 = m 7,8,9 ,10 ?z 9 = 2,25?26=58,5 мм;
d 10 = m 7,8,9,10 ?z 10 =2,25?65=146,25 мм;
12 . 2 Определение ширины венца зубчатых колёс
b WI = 0,1 ? a WI - II = 0,1 ? 81=8,1 мм.; Принимаем b WI =9 мм;
b WII = 0,1 ? a WII - III = 0,1 ?102,375 =10,2 мм.; Принимаем b WII =11 мм;
Определение реакций опор и изгибающих моментов на наиболее нагруженном валу.
где угол зацепления по ГОСТ 13755-81
Находим изгибающий момент в горизонтальной плоскости.
M y (l 1 )=R ay * l 1 =269,9*58=15,6*10 3 Н*м
M y (l 1 +l 2 )=R ay *(l 1 +l 2 )-F r8 *l 2 =269,9*(58+78)-709,9*78=-18,7*10 3 Н*м
M y (х)=R ay *x-F r8 *(x-l 1 )+F r 9 *(х-(l 1 +l 2 ))
M y (l 1 +l 2 +l 3 )=R ay *(l 1 +l 2 +l 3 )-F r 8 *(l 2 +l 3 )+F r 9 *l 3 =0
Находим изгибающий момент в вертикальной плоскости.
M x (l 1 )=R ax *l 1 =275,9*58=16*10 3 Н*м
M x (l 1 +l 2 )=R ax *(l 1 +l 2 )-F t 8 *l 2 =275,9*(58+78)-755,5*78=-21,4*10 3 Н*м
M x (х)=R а x *x-F t 8 *(x-l 1 )+F t 9 *(х-(l 1 +l 2 ))
M x (l 1 +l 2 +l 3 )=R аx *(l 1 +l 2 +l 3 )+F t 8 *(l 2 +l 3 )-F t 9 *l 3 =0
Опасным сечением является место расположения колеса 7
Максимальный изгибающий момент М ? =28,4 x10 3 Нм
Примем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу (у а = у m а x , у м= 0), а касательные напряжения- по пульсирующему циклу ( а = м =0,5 х ).
Материал вала - сталь 45(у т =500 МПа, у в =750 МПа, у -1 =330 МПа, -1 =180 МПа).
а = м =(27,2 х 10 3 )/(2 х5298,7)=2,57 МПа
у а =(28,4 х 10 3 )/2649,4=10,2 МПа
Запас прочности рассчитывается по формуле:
у -1 D и -1 D пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
К и К - эффективные коэффициенты концентрации напряжений
Кdу и Кd - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения
КFу и КF - коэффициенты влияния качества поверхности
Кн - коэффициент влияния поверхностного упрочнения
D - коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала
- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений
Так как [S]=1,5?2,0 то условие прочности выполняется
термообработка улучшение и закалка ТВЧ
Определим допускаемые напряжения изгиба для шестерни и колеса:
Расчет будем вести для той зубчатой пары ступени, которая обеспечивает наибольшее передаточное отношение
13 .3 Расчетное значение контактного напряжения
где Z = 9600 МПа 1/2 для прямозубых колес;
K H - коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность.
где K Hv - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса;
К H - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловливаемую погрешностями изготовления (погрешностями направления зуба) и упругими деформациями валов, подшипников;
К H - коэффициент, учитывающий приработку зубьев.
K Hv - принимаем в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей.
Коэффициент К H определяем по формуле:
где К Hw - коэффициент, учитывающий приработку зубьев, его значения находят в зависимости от окружной скорости для зубчатого колеса с меньшей твердостью по табл.:
К H = 1 + (К H 0 - 1) х К Hw = 1 + (1,11 - 1) х 0,9 = 1,1.
Коэффициент К H? определяем по формуле :
Начальное значение коэффициента K H?0 распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления определяем в зависимости от степени точности по нормам плавности, для прямозубых передач 7 степени точности:
К H 0 = 1 + 0,06 х (n ст - 5), при 1 К H 0 1,25.
К H 0 = 1 + 0,06 х (n ст - 5) = 1 + 0,06 х (7 - 5) = 1,12.
К H = 1 + (К H 0 - 1) х К Hw = 1 + (1,12 - 1) х 0,9 = 1,11.
K H =K Hv х K H х K H =1,09 х 1,1 х 1,11=1,33.
Определим расчетное контактное напряжение:
Отклонение расчетного контактного напряжения от допускаемого:
H = ([] H - H )/ [] H х100%= (835 -653) /835х 100%= 17 %.
Расчетное контактное напряжение меньше допускаемого на 17% <20 %, следовательно параметры передачи оставляем без изменения.
13 .4 Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса
где K F - коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба;
Y FS 6 - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений для колеса ;
Y - коэффициент, учитывающий наклон зуба в косозубой передаче;
Y - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев.
где K Fv - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления шестерни и колеса;
K F -- коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями.
Значения K Fv принимают в зависимости от степени точности по нормам плавности, окружной скорости и твердости рабочих поверхностей:
Значения K F определяют так же, как при расчетах на контактную прочность:
K F = K Fv x K F x K F = 1,09 x 1,09 * 1,12 = 1,33.
Значение коэффициента Y FS 2 определяем для z=56
Расчетное напряжение изгиба для зубьев колеса:
Напряжения изгиба меньше, чем допускаемые - следовательно параметры передачи оставляем без изменений.
14 . Проверка подшипников на грузоподъемность
Наиболее нагруженной опорой является опора В.
Выбираем подшипник №205-шарикоподшипник радиальный однорядный.
P=(X х V х F r +Y х F a ) х K у х K ф
L he =L h х K he =10000 х 0,125=1250часов
Требуемый ресурс на расчетном режиме:
L е =60 х 10 -6 х n х L he =60 х 10 6 х 200 х 1250=15 млн.об.
Расчетная динамическая грузоподъемность:
Подшипник пригоден, так как расчетная динамическая грузоподъемность меньше требуемой.
14 .1 Проверка подшипников на долговечность
Проверим шлицевoе соединение. Шлицевое соединение считается на прочность по следующей формуле:
Допускаемое напряжение смятия =35 МПа
Так как , то шлицевые соединения на промежуточном валу удовлетворяют условию прочности.
При частоте вращения малого шкива d 1 = 50 мм 2850 об/мин и передаваемой мощности 3 кВт используется ремень с сечением В.
При частоте вращения малого шкива d 1 = 50 мм 2850 об/мин и передаваемой мощности 3 кВт, при передаточном отношении i=1,12, мощность передаваемая одним ремнем Р p 1 = 1,6 кВт
Число ремней необходимое для передачи мощности 3 кВт:
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т. 2 - М.: Машиностроение, 1978. - 559 с.
2. П.Ф.Дунаев, О.П.Леликов «Конструирование узлов и деталей машин» - М.: Высшая школа, 1985 - с.416.
3. Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков Изд. 2-е. Высшая школа, 1968, стр. 43
4. Методические указания к лабораторным работам по курсам:
«Оборудование машиностроительного производства», «Промышленное оборудование», «Металлорежущие станки и промышленные роботы» /Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост. Акмаев О.К. Уфа, 1999.
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
Конструкторское проектирование и кинематический расчет привода главного движения и привода подач металлорежущего станка 1И611П. Выбор оптимальной структурной формулы. Построение структурной сетки и графика частот вращения. Разработка коробки скоростей. курсовая работа [995,1 K], добавлен 22.10.2013
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
Определение основных технических характеристик привода; разработка его структурной и кинематической схем. Оценка передаточных отношений и чисел зубьев. Расчет диаметров валов, межосевых расстояний, ременной передачи. Проверка шпоночного соединения. курсовая работа [769,3 K], добавлен 27.03.2016
Построение графика частот вращения шпинделя, определение числа зубьев передач. Разработка кинематической схемы коробки скоростей, измерение мощностей и передаваемых крутящих моментов на валах. Расчет подшипников качения, шлицевых и шпоночных соединений. курсовая работа [318,7 K], добавлен 28.04.2011
Назначение и типы фрезерных станков. Движения в вертикально-фрезерном станке. Предельные частоты вращения шпинделя. Эффективная мощность станка. Состояние поверхности заготовки. Построение структурной сетки и графика частот вращения. Расчет чисел зубьев. курсовая работа [141,0 K], добавлен 25.03.2012
Разработка коробки скоростей сверлильного станка со шпинделем и механизмом переключения скоростей. Построение структурной сетки и графика частот вращения шпинделя. Расчёт крутящего момента на валах и модуля зубчатых колёс. Построение эпюр моментов. курсовая работа [902,3 K], добавлен 15.10.2013
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 .

© 2000 — 2021



Металлорежушие станки курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат Введение Тагильской Росписи
Анализ Рынка Услуг Курсовая
Язык в становлении личности человека
Лирические Песни Реферат
Курсовая работа по теме The British Parliament: Origins and development
Реферат: Сравнительная характеристика зерна пшеницы и ржи по химическому составу
Контрольная работа: Классификация источников финансового права
Дипломная работа по теме Приготовление порционных и панированных блюд из мяса
Курсовая работа по теме Организация работы по оформлению и отражению в учете операций по выдаче кредитов физическим и юридическим лицам
Курсовая работа по теме Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения
Курсовая работа по теме Организация технического обслуживания и ремонта тракторов с разработкой разборочно-моечного участка
Сочинение По Рисунку После Дождя
Система Частной Собственности Важнейшая Гарантия Эссе
Курсовая работа по теме Расчет числа теоретических тарелок простых и сложных ректификационных колонн
Жизнь И Философствование Сократа Реферат
Курсовая работа: Учёт формирования финансового результата
Дипломная работа по теме Оценка деловых и личностных качеств менеджера (на примере ООО 'Фрегат')
Проблематика Пьесы Гроза Сочинение
Контрольная Работа 4 Английскому 6 Класс
Поведение В Конфликтной Ситуации Реферат
Прямые продажи-руководство - Маркетинг, реклама и торговля методичка
Сутність менеджменту та його функції - Менеджмент и трудовые отношения презентация
Випробування українського письменства в 20-х роках ХХ століття - Литература реферат