Модернизация привода главного движения станка с ЧПУ - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Модернизация привода главного движения станка с ЧПУ

Обоснование методов модернизации привода главного движения станка модели 1740РФ3. Техническая характеристика станка, особенности расчета режимов резания. Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием. Построение структурного графика.


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.
1. Техническая характеристика станка
3.1 Определение максимальной силы и мощности резания
3.2 Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием
3.3 Построение структурного графика (графика частот вращения)
4. Расчёт делительных диаметров зубчатых колёс
5. Расчёт мощности и крутящих моментов коробки скоростей
11. Расчет муфты упругой втулочно-пальцевой
Развитие отечественного станкостроения происходит в следующих направлениях: сокращение времени сборки основных узлов за счёт автоматизации технологических процессов обработки и сборки, существенное повышение качества изготовления основных узлов металлооборудования; повышение интеллектуальной оснащённости машиностроительной отрасли.
Развитие отрасли станкостроения за последние 10 лет отражает фрагмент синусоиды, когда кривая постепенно выравнивается после спада и медленно направляется вверх. Задача курсового проекта состоит в проведении модернизации привода главного движения станка модели 1740РФ3.
Для этого необходимо назначить режимы резания для заданных материалов, определить число скоростей вращения шпинделя, рассчитать передаточные отношения, подобрать числа зубьев, провести прочностные расчёты вала.
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКА
Исходным является полуавтомат токарно-револьверный 1740РФ3.
Предназначен для обработки в патроне или центрах деталей сложной конфигурации с большим количеством технологических переходов. Оснащен автоматизированными люнетом и задней бабкой, что дает возможность обрабатывать длинные детали с отверстием за один установ.
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм. 680
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм: 400
Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм:
Наибольший диаметр сверления, мм 40
Количество позиций в револьверной головке 12
Сечение устанавливаемых резцов, мм 32 х 25; 32 х 32
Частота вращения шпинделя, мин -1 10…2500
Наибольший рабочий ход суппорта, мм:
Диапазон рабочих подач суппорта, мм/мин:
Скорость быстрых перемещений суппорта, мм/мин:
Конус в шпинделе задней бабки по ГОСТ 25557-82 Морзе № 6
Расстояние от основания полуавтомата до оси центров, мм 1160
Габариты полуавтомата без гидростанции, мм 4490 х 2490 х 3100
Масса полуавтомата без гидростанции, кг 15000
Для станков токарной группы основным размерным параметром является максимальный диаметр обрабатываемой заготовки
Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки определяется по технической характеристике станка:
Расчетный минимальный диаметр рекомендуется принимать из соотношения:
где Н - максимальное расстояние до оси шпинделя.
Расчёт режимов резания производим по предложенной методике, согласно которой [1]:
где V - значение скорости резания м/мин,
Составим таблицу для расчета скорости резания для жаропрочной стали:
Таблица 1 - Расчёт скорости резания для материала: жаропрочная сталь
По приведенной выше формуле вычислим максимальную и минимальную скорость резания для обработки материала жаропрочная сталь:
Составим таблицу для определения скорости резания для ковкого чугуна:
Таблица 2 - Расчёт скорости резания для материала: ковкий чугун
Вычислим наибольшую и наименьшую скорость резания для материала ковкий чугун:
Из полученных скоростей выбираем максимальное и минимальное значение:
Согласно полученным скоростям резания, определим частоту вращения шпинделя по формуле:
nmax=1000Vmax/р Dmin=1000328/3.14126=829 об/мин;
nmin=1000VMIN/рDmax=100074/3.14630=50 об/мин.
Из полученных расчетов выбираем максимальное и минимальное значение для двух материалов и по ряду Ra и значению Ш=1.26 принимаем стандартные значения минимальной и максимальной частот вращения, получаем, что:
3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ
3.1 Определение максимальной силы и мощности резания
Усилия резания и мощность определяются по справочникам или рассчитываются по формулам. Вертикальная составляющая усилия резания определяется как для мягких, так и для твердых материалов.
Составим таблицу для определения усилия резания Pz:
Определяем усилие резания по справочнику [1]:
Выбор нормативной (эффективной) мощности производится для различных материалов изделия и инструмента для черновых операций:
Определим эффективную мощность резания для данного случая:
Мощность электродвигателя главного движения определяется по формуле:
где коэффициент полезного действия станка, который принимается для станков токарной группы предварительно в пределах
Определим необходимую для выполнения операции мощность электродвигателя:
Подбираем двигатель из каталога 2ПФ200L по таблицам методических указаний [4]:
3.2 Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием
Произведем расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя в пределах от до
Частоты вращения электродвигателя постоянного тока с двухзонным регулированием равны:
Расчет выполняется следующим образом:
Определяется общий диапазон регулирования шпинделя:
Вычисляется общий диапазон регулирования электродвигателя:
Рассчитывается диапазон регулирования электродвигателя при постоянной мощности:
Рассчитывается диапазон регулирования электродвигателя при постоянном моменте:
Определяется диапазон регулирования шпинделя при постоянной мощности:
1) Вычисляется требуемое число ступеней коробки скоростей (число поддиапазонов регулирования частоты вращения шпинделя)
2) Рассчитывается диапазон регулирования коробки скоростей:
3) Определяется диапазон электрического регулирования привода:
Тогда требуемая частота вращения электродвигателя будет равна:
4) Составляется структурная формула и строится структурная сетка коробки скоростей (Рисунок 1)
II P 0 =1; x 0 =1
III P 1 =2; x 0 =2
Рисунок 1 - Структурная сетка коробки скоростей
5) Рассчитывается фактический диапазон регулирования шпинделя при постоянной мощности:
6) Вычисляется минимальная частота вращения шпинделя при постоянной мощности
2.3 Построение графика частот вращения
График частот вращения (структурный график) (рис. 2) является видоизмененной структурной сеткой. Он показывает действительные значения частных передаточных отношений передач и частот вращения валов.
Для построения графика частот вращения необходимо по ряду Ra40 и по выбрать значения частот вращения.
Существует несколько методов определения чисел зубьев зубчатых колес (общий метод, табличный метод, метод частей, метод логарифмической линейки).
Определим числа зубьев табличным методом. Порядок определения следующий: по графику записать передаточные отношения зубчатых пар каждой групповой передачи и выбрать из таблицы сумму зубьев в пределах 60..120, кратную всем передаточным отношениям групповой передачи. С учетом Z min =17..20. При этом сумму зубьев зубчатых колес на последних валах коробки выбирать больше, чем на первых.
Используя график частот вращения (рис. 3) определяем передаточные отношения:
Так как передаточное отношение i 1 = 1:2, выбираем, что отношение числа зубьев шестерни к числу зубьев колеса будет 31:62 для передачи с вала электродвигателя на первый вал.
i 2 =1:2, следовательно отношение числа зубьев будет 35:70, а для пары с i 3 =2 отношение будет 70:35.
Составим таблицу для определения действительных частот вращения шпинделя:
Таблица 4 - Определение частот вращения.
4. РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ ДИАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Основной прочностной характеристикой зубчатого колеса является модуль.
Модуль определяется расчетом из условия работы зуба на изгиб и рабочих поверхностей зуба на усталость по контактным напряжениям. Особенностью расчета является то, что модуль определяется, исходя из условий ограниченной долговечности работы зубчатых передач, при ограниченной скорости вращения, заданном передаточном отношении и числах зубьев шестерни. Кроме того, в целях уменьшения осевых габаритов коробок передач принимается ограниченная ширина зуба шестерен.
Величина модуля определяется по формyлам:
- при расчете на усталость по контактным напряжениям:
где - допускаемые напряжения на изгиб и по усталости поверхностных слоев, МПа;
номинальная передаваемая мощность, кВт;
расчетная частота вращения меньшей из двух шестерен, мин -1 ;
5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ
Несущая способность деталей привода определяется величиной действующих нагрузок. Мощность привода является основным показателем, который характеризует возможности станка преодолевать силы, возникающие в процессе обработки.
Рассчитаем значения передаваемой валами мощности:
В процессе работы станка крутящий момент привода уравновешивается крутящим моментом от сил сопротивления и сил трения в кинематических цепях.
Крутящий момент на любом ведомом звене привода при установившемся движении и статическом характере действия нагрузок определяется по формуле:
аем крутящий момент на валах коробки скоростей:
При расчете деталей приводов станков необходимо принимать расчетную частоту вращения, начиная с которой полностью используется мощность электродвигателя.
Предварительный расчет валов выполняется для всех валов коробки и служит ориентиром для эскизной разработки конструкции валов, выбора параметров муфт, подшипников и т.п., а также последующего уточненного расчета.
Диаметр определяют, используя условный расчет на кручение:
расчетная частота вращения вала, мин -1 ;
условное допускаемое напряжение при кручении, МПа
- для средних участков вала под шестернями и другими элементами передач;
- коэффициент пустотелости вала, для сплошных валов К=0.
Произведем ориентировочный расчет валов проектируемой коробки скоростей:
Данные расчеты будут уточнены после проверки.
1) Находим силы, действующие на вал и строим эпюру.
Силы на валы передаются через зубчатые колеса, шкивы, муфты и т.п. В общем случае силы могут действовать в различных плоскостях. Поэтому силы задают в виде составляющих по трем взаимно перпендикулярным осям координат.
Окружная составляющая для всех типов колес определяется по формуле:
Радиальная составляющая вычисляется по формуле:
Осевая составляющая вычисляется по формуле:
Определим радиальную и окружную силу для вала 2, в точках приложения сил:
При составлении расчетной схемы вал рассматривают как балку, лежащую на шарнирных опорах и нагруженную сосредоточенными силами и моментами. Точки приложения сил и моментов принимаются на середине элемента, передающего эти силы и моменты на вал, а эти сечения принимаются за расчетные.
В каждой плоскости определяют реакции опор и изгибающие моменты., строят эпюры изгибающих моментов, а затем, суммирую геометрически, определяют полные реакции и суммарные изгибающие моменты, строят эпюры изгибающих и крутящих моментов
Чтобы проверить подобранные подшипники, рассчитаем грузоподъемность, необходимую для данного вала и откорректируем подбор подшипника качения.
Для определения динамической грузоподъемности С следует пользоваться формулами для расчета долговечности:
Величину эквивалентной нагрузки Р определяют по формуле:
где X - коэффициент радиальной нагрузки,
Определим величину эквивалентной нагрузки, и грузоподъемности требуемого подшипника для данного вала:
Начальный диаметр первого колеса, мм
Начальный диаметр второго колеса, мм
Расчетная частота вращения вала, мин -1
Крутящий момент, передаваемый валом, Нм
Грузоподъемность подшипников: статическая, Н
Расстояние до опасного сечения от левой опоры, мм
Изгибающий момент в опасном сечении, Нм
По каталогу подберем подшипник с требуемой грузоподъемностью: 2215.
Рассчитаем соединение с призматической шпонкой, основным является расчет на смятие для вала II
- наибольший крутящий момент в соединении, Нм
- рабочая длина и глубина врезания шпонки в ступицу
Допускаемое напряжение для неподвижного соединения .
Таким образом, проверим шпонку на смятие вал II:
Условие выполняется, следовательно выбранная шпонка удовлетворяет крутящему моменту на валу.
Независимо от профиля зубьев соединения их расчет производят на смятие.
где средний диаметр и число зубьев;
- рабочая высота и длина поверхности контакта зубьев;
коэффициент неравномерности нагружения зубьев .
Для прямобочного профиля зубьев рабочая высота определяется по формуле:
Условие выполняется, таким образом, подобраное шлицевое соединение выдержит необходимую нагрузку.
11. РАСЧЕТ МУФТЫ УПРУГОЙ ВТУЛОЧНО-ПАЛЬЦЕВОЙ
Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) отличается простотой конструкции удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя. Муфта электроизолирующая. Окружная скорость ограничена 30 м/с. Материал полумуфт - чугун СЧ20, сталь 30, сталь 35Л, материал пальцев не ниже, чем сталь 45. Упругие элементы изготавливают из резины. Нагрузочная способность муфты ограничена стойкостью резиновых элементов.
Вследствие небольшой толщины резиновых втулок муфта обладает малой податливостью, компенсируя незначительные смещения валов. Радиальное и угловое смещения валов снижают долговечность резиновых втулок, нагружая валы дополнительной радиальной изгибающей силой. Муфта широко применяется для соединения машин с электродвигателями при передаче малых и средних вращающих моментов. Она проста в изготовлении. Наружная поверхность полумуфт может использоваться в качестве тормозного барабана. Муфту подбирают по стандарту в диапазоне диаметров валов d=16...150 мм.
Размеры МУВП берутся по справочнику, например [1]:
Подбираем муфту для диаметра 65 мм (Рисунок 4).
Крутящий момент, который она может передавать - М=1000 Нм
Рис. 4 - Муфта упругая втулочно-пальцевая
Радиальное смещение соединяемых валов: 3,0
Конкретный типоразмер выбирается в зависимости от условий эксплуатации по таблицам согласно зависимости
Таким образом, подобранная муфта удовлетворяет условиям.
Задачей курсового проекта являлось модернизация привода главного движения станка. Она проводилась с целью обеспечения большего диапазона частот вращения шпинделя.
В ходе курсовой работы был проведен кинематический расчет коробки скоростей, ориентировочный расчет валов, подбор подшипников качения с требуемой грузоподъемностью, подбор муфты упругой втулочно-пальцевой с требуемой передаваемой мощностью. Был произведен проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений на смятие, по которым можно сделать вывод, что выбранные стандартные шпонки и шлицы выдерживают необходимую нагрузку и не требуют корректировки. Был выполнен расчет валов на прочность, рассчитан момент на валах.
В результате проведенных расчетов коробка скоростей была модернизирована в более совершенную.
Общая характеристика и назначение вертикально-фрезерных станков. Особенности модернизации привода главного движения станка модели 6С12 с бесступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Компоновочная схема привода с указанием его основных элементов. курсовая работа [447,4 K], добавлен 09.09.2010
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
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
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
Выбор режимов резания на токарных станках. Эффективная мощность привода станка. Выбор типа и кинематической схемы механизма главного движения. Расчет коробки скоростей, основных конструктивных параметров деталей привода. Определение чисел зубьев шестерен. курсовая работа [874,8 K], добавлен 20.02.2013
Разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. Определение назначения станка, расчет технических характеристик. Расчет пары зубчатых колес. Разработка кинематики коробки подач, редуктора и шпиндельного узла. курсовая работа [970,1 K], добавлен 05.11.2012
Выбор предельных режимов резания и электродвигателя. Кинематический расчет привода станка. Расчет на прочность стальных зубчатых передач. Выбор элементов, передающих крутящий момент. Расчет трёхопорного шиндельного узла с подшипниками качения в опорах. курсовая работа [3,5 M], добавлен 22.09.2010
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



Модернизация привода главного движения станка с ЧПУ курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат по теме Краткосрочные последствия либерализации цен
Сочинение По Рассказам Крохоткам Владимира Крупина
Сочинение: Идеал общественного деятеля в стихотворении Некрасова Памяти Добролюбова
Реферат: Feminist Social Theory Essay Research Paper How
Дипломная работа по теме Автоматизация фрезерования корпусных деталей
Практическая Работа Туристический Маршрут По Австралии
Отчет по практике по теме Эффективность системы управления
Итоговое Сочинение 2022 2022 Забвению Не Подлежит
Доклад: Истоки духовности в музыке С. В. Рахманинова
Курсовая работа: Сварка путем плавления
Реферат Конституция В Истории России
Реферат: История государства и права зарубежных стран
Абай Жалғыздығының Сыры Тақырыбында Әдеби Эссе Жазыңыздар
Курсовые Разницы При Покупке Валюты Проводки
Дипломная работа по теме Понятие и виды освобождения от наказания
Электронная почта в Интернете (WinWord, RTF)
Контрольная работа по теме Сравнительная характеристика основных технических параметров цифровых камер
Курсовая работа по теме Занятость населения России и ее регулирование
Реферат: CSpan The American Cable Tv Channel Essay
Сочинение На Тему Стихотворение Лермонтова
Применение технологий "цветной революции" в политических процессах на постсоветском пространстве - Политология дипломная работа
Расчет импульсного трансформатора - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Дидактичні умови ефективного використання дидактичних ігор на уроках української мови - Педагогика курсовая работа