Разработка привода главного движения горизонтально-фрезерного станка - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Разработка привода главного движения горизонтально-фрезерного станка

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.


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.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
" Вологодский государственный университет "
Наименование темы: "Разработка привода главного движения горизонтально-фрезерного станка"
2. Определение основных технических характеристик привода
2.2 Определение диапазона регулирования
3.1 Определение передаточных отношений
4.3 Определение межосевых расстояний
Современные металлорежущие станки - это высокоразвитые машины, включающие механические, электрические, электронные, гидравлические, пневматические и другие методы осуществления движением и управления циклом.
По конструкции и назначению трудно найти более разнообразные машины, чем металлорежущие станки. На них обрабатывают всевозможные детали - от мельчайших элементов часов и приборов до деталей, размеры которых достигают многих метров (турбины), прокатных станов. На станках обрабатывают и простые цилиндрические, и поверхности, описываемые сложными математическими уравнениями или заданные графически. При этом достигаются высокая точность обработки, измеряемая нередко долями микрометра. На станках обрабатывают детали из сталей и чугунов, из цветных, специальных жаропрочных, мягких твердых и других материалов. Современное станкостроение развивается быстрыми темпами. В решениях правительства по развитию станкостроения особое внимание обращено на опережающее развитие выпуска станков с числовым программным управлением, развитием производства тяжелых и уникальных станков.
Сверлильные станки предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий, рассверливания, зенкерования, развертывания, растачивания и нарезания резьбы. Сверлильные станки подразделяются на вертикально-сверлильные настольные и наклонные, радиально-сверлильные, для глубокого сверления, центровальные и многошпиндельные.
Разработать привод главного движения вертикально сверлильного станка при следующих условиях:
знаменатель геометрического ряда частоты вращения шпинделя : ц=1.26;
число ступеней частот вращения шпинделя: z=12;
минимальное частота оборотов шпинделя: n min =25 об / мин ;
эффективная мощность резания: N э =3кВт.
Вертикально-сверлильный станок 2А150.
1. Рабочая поверхность стола, мм 500х560
2. Наибольшее вертикальное перемещение
3. Число частот вращения шпинделя 12
4. Частота вращения шпинделя, об / мин 22-1000
5. Мощность электродвигателя шпинделя, кВт 7
6.Габаритные размеры станка ,мм 1355х890х2930
2 . Определение технических характеристик привода
Главными приводами со ступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя оснащают автоматизированные редко переналаживаемые станки, работающие в массовом производстве, и неавтоматизированные станки с ручным управлением. Такие приводы просты, компактны, имеют высокий КПД, долговечны.
Зная знаменатель геометрического ряда ц=1.26 и минимальную частоту вращения шпиндельного вала, выписывает ряд частот вращения шпинделя n 1 - n 12
Частоты вращения шпинделя n 1 = n min , n 2 , n 3 , ... , n z = n max образуют отрезок геометрического ряда со знаменателем ц . Число ступеней частот - Z .
Основные зависимости геометрического ряда, члены ряда:
n 1 ; n 2 = n 1 · ц , n 3 = n 1 · ц 2 ,..., n z = n 1 · ц Z -1
2.2 Определение диапазона регулирования
Диапазон регулирования частот вращения шпиндельного вала коробки скоростей определяется по формуле :
Где n max - максимальная частота вращения вала коробки скоростей;
n min - минимальная частота вращения вала коробки скоростей.
Таким образом получаем диапазон регулирования :
Сложенную структуру получают из двух или более определенным образом соединенных структур с последовательно включенными групповыми передачами. Одна из соединяемых структур называется основной, другие - дополнительными. Основная структура участвует в передаче на шпиндель всех ступеней частоты вращения, каждая дополнительная используется для передачи только части ступеней.
По данным полученным со структурной сетки строим график частот вращения
Выбираем двигатель асинхронный: 4A132S8Y3 N эд =4 кВт;
Ток статора при напряжении 380В: 10.6 А;
Маховый момент ротора : 1.7 Н•м 2 .
Исходными данными для кинематического расчета главного привода являются частота вращения вала электродвигателя, минимальная частота вращения шпинделя n min , максимальная частота n max , число ступеней частот z или другие эквивалентные комплексы данных.
3.1 Определение передаточных отношений
Передаточное отношение определяем по графику частот вращения
P 1 : u 1 =1,26; u 2 = 1,58; u 3 = 2;
После определения чисел зубьев строим кинематическую схему.
Проектные расчеты выполняются для разработки компоновочной схемы привода. В курсовом проекте определяются основные параметры проектируемого узла и его деталей.
Общий КПД механизма коробки скоростей находим по формуле:
Где з рп - КПД ременной передачи, з рп =0.98;
з зп - КПД пары прямозубых цилиндрических колес, з зп =0.99;
з п - КПД подшипника качения , з п =0.9985;
a, b - количество зубчатых передач и подшипников в кинематической цепи, a=7, b=8.
Максимальную мощность на валах коробки скоростей определяем исходя из мощности электродвигателя. Мощность на валах определяется по формуле:
где N i -1 - мощность на предыдущем валу, кВт;
Определение крутящего момента на валах:
Минимально необходимый диаметр вала определяем по формуле:
[ф] - допускаемое напряжение при кручении;
Так как минимально допустимые размеры валов приблизительно равны, то принимаем размер всех валов 55 мм.
4.3 Определение межосевых расстояний
Межосевое расстояние из условия контактной прочности определяем по уравнению:
где К а - коэффициент для прямозубых колес, принимается К а =49,5 МПа 1/3 ;
ш ba - коэффициент ширины b a = b w / a w , его можно принимать в пределах 0,25...0,4 для неподвижных колес и 0,1...0,2 для передвижных колес коробок скоростей;
К Н в - коэффициент концентрации нагрузки;
[ у H ] - Допускаемое контактное напряжение для прямозубой передачи.
Допускаемое контактное напряжение [ у H ] для прямозубой передачи считается по формуле:
где у H lim b - предел контактной выносливости;
К HL - коэффициент долговечности, К HL = 1,1…1,8;
[ S H ] - коэффициент безопасности, [ S H ] = 1,11,2;
Фактическое значение модуля выбирают из стандартных значений путем округления до ближайшего большего значения.
Уточненное межосевое расстояние между валами :
a w I-II =108; a w II-III =104; a w III-IV =128
Определение основных геометрических параметров зубчатых колес:
Таблица 4 Основные геометрические параметры зубчатых колес
Ременные передачи находят применение лишь в приводах главного движения станков. В приводах подач эти передачи не находят применения, так как не обеспечивают высокой точности передачи движения.
В металлорежущих станках применяются плоскоременные и клиноременные передачи, реже применяются передачи с зубчатыми ремнями.
Окружные скорости на шкивах определяют по формулам:
где х 1 и х 2 окружные скорости на ведущем и ведомом шкивах;
d 1 и d 2 диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм;
n 1 и n 2 частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, об/мин.
В ременных передачах имеет место упругое скольжение, поэтому окружную скорость ведомого вала определяют по формуле:
где коэффициент упругого скольжения.
Передаточное число передачи определяется по формуле:
Диаметр ведущего шкива клиноременной передачи определяется по формуле:
где С - коэффициент пропорциональности;
Т 1 - вращающий момент на ведущем шкиве, Нм.
Окружные скорости на шкивах: х 1 =5,27 м / c ; х 2 =5,16 м / c
Межосевое расстояние a w предварительно вычисляют по формулам:
a w min = 0,55( d 1 + d 2 ) + T 0 , мм (20)
a w max = 2( d 1 + d 2 ) , мм (21)
Межосевое расстояние выбирается предварительно в диапазоне между a w min и a w max .
Выбираем сечение ремня В(Б), T 0 =10,5.
a w min =0,55(125+180) +10,5= 434 мм;
L p =2a w + 0,5·р·(d 1 +d 2 )+( d 2 - d 1 ) 2 /(4a w ). (22)
Расчетная длина ремня округляется до большей предпочтительной длины: L p =3150 мм
Угол обхвата в ременной передаче с двумя шкивами определяется по формуле:
Проектный расчет ременной передачи выполняется по допустимой мощности, передаваемой одним ремнем.
N р = N 0 C б C L C u C p , кВт, (25)
где N 0 -- номинальная мощность передачи с одним ремнем, 2.18 кВт;
C L --коэффициент, учитывающий длину ремня;
C - коэффициент угла обхвата, C = 1.12;
C u - коэффициент передаточного отношения, C U = 1.14;
С р - коэффициент динамичности нагрузки и режима работы, С P = 1
где L р0 -- базовая длина клинового ремня, C L =1.1, N р =3
Число ремней z в передаче для обеспечения среднего ресурса эксплуатации определяют по формуле:
где Р 1 -- передаваемая мощность на ведущем валу, кВт.
5 . Разработка и компоновка привода
На основании полученных расчетов, которые приближенно равны значениям, указанным в паспорте станка 2A150, используем следующие значения :
Корпус коробки представляет собой чугунную отливку. Толщина стенки отливки д=15мм. Зазор между торцами цилиндрических зубчатых колес и внутренней стенкой корпуса a=(1.0 - 1.2)д=15мм.
Расстояние от наибольшего зубчатого колеса до дна коробки b=50 мм.
Минимальное расстояние между венцами блока 6мм. Зазор между торцами венцов 1-3 мм.
Длина ступицы зубчатых колес l ст =(1.2-1.5) d в
C целью уменьшения веса, инерционных сил и экономии металла, колеса выполняются с выточками. Толщина тела венца д =(2.5-21) m s , c=(1-1.2) д.
Для герметизации подшипниковых узлов выбираем крышки торцевые глухие (ГОСТ 18511-73) и крышки с отверстием (ГОСТ 18515-73).
Для уплотнения валов применяем резиновые армированные манжеты ГОСТ 8752-79.
Размеры шлицевых прямоточных соединений (8х27х30).
Предварительный выбор подшипников качения:
Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии ГОСТ 8338-75. 206: D=62мм, B=16мм, d=30мм.
Предварительная проработка конструкции валов и подшипниковых узлов выполняется на стадии эскизного проекта привода.
Крутящий момент, передаваемый валом: T кр =722.43 Нм
- опорное : P 3-4 =2Т кр /d=2•722.43/ 55•10 5 =657.44 Н; (28)
P 7-8 =2M кр /d= 2•20,4/55•10 5 =1043.12 H; (29)
- распорное : Т 3-4 =P 3-4 •tgб=231 Н; (30)
?М А =0 ; - P 3-4 •cos45•0.73- P 7-8 •2.48+B•3.11=0
?М B =0 ; -A•3.11+- P 3-4 •cos45+ P 7-8 •0.63=0
?М А =0 ; - Т 3-4 •cos45- Т 7-8 •2.48+ B•3.11=0
?М B =0 ; -A•3.11+- Т 3-4 •cos45+ Т 7-8 •0.63=0
где A и B реакции опор; A=560.6H; B=910.96H;
- изгибающий момент в горизонтальной плоскости:
M y 1 =243.21 Н•м; M x 1 =400.76 Н•м;
- изгибающий момент в вертикальной плоскости:
M y 2 =248.21 Н•м; M x 2 =196.78 Н•м;
Принимаем допустимое напряжение [у-1]=60МПа.
Рис.6.1 - Эпюры изгибающих и крутящих моментов
Вывод: вал подобран правильно, так как условия по жесткости и прогибу соблюдаются.
Подшипники, как правило, подбираются по таблицам ГОСТ на основании условного расчета, состоящего в определении динамической грузоподъемности по методике ГОСТ 18854-79 и ГОСТ 18855-73.
Основные критерии работоспособности подшипника качения - его динамическая и статическая грузоподъемность. На основании многочисленных опытов установлена зависимость между динамической приведенной нагрузкой Q подшипника, его номинальной долговечностью б, выраженной в миллионах оборотов вращающегося колеса n и динамической грузоподъемностью С(кгс)
K б =1.1 - коэффициент безопасности;
K т =1 - температурный коэффициент.
Q = 908.8•1.1•1•1=999.68 кгс, С=10623.28
В результате расчета, полученное значение удовлетворяет условию минимальной долговечности подшипников. Выбираем подшипники 206 легкой серии.
Размеры шпонок выбираются в зависимости от принятого диаметра вала по ГОСТ, а затем производится условный расчет на смятие, чтобы напряжение на узких рабочих гранях шпонки распределялось равномерно. Условие прочности:
где М кр - крутящий момент; d - диаметр вала; h - высота сечения шпонки; l p - рабочая длина шпонки; у см ? [у] см ; [у] см =400…420 МПа.
Условие прочности выполняется с запасом, значит, прочность шпоночного соединения обеспечена.
Основное назначения системы смазки коробки скоростей и коробки подач сводится к уменьшению потерь мощности на трение, сохранению точности работы, предотвращению вибрации, снижению интенсивности износа трущихся поверхностей, а также к предохранению их от заедания, задирав и коррозии. Масло, применяемое для смазки, должно быть чистым, бес кислотным, не должно содержать воды и твердых частиц. Рекомендуется употреблять индустриальное масло марки "20" (Веретеное "3"), ГОСТ 1707-51. Механизмы коробки скоростей смазываются от специального насоса, подающего масло из масляного резервуара в подставке коробки скоростей. При работе станка масло, подаваемое насосом, разбрызгивается зубчатыми колесами на все рабочие поверхности коробки скоростей.
Главным движение в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя через клиноременную передачу и коробку скоростей. Вращение шпинделя, с определённой частотой вращения, осуществляется за счёт переключения блоков зубчатых колёс при помощи двух рычагов. Осуществляется принцип управления с предварительным набором скоростей (преселективная система). Первый рычаг осуществляет передвижении первого блока колёс, второй рычаг - двух остальных. Исходя из этого, первый рычаг имеет три положения, второй четыре. И что бы получить необходимую частоту вращения шпинделя необходимо поставить рычаги в определённое положение.
Рис 8 - Система управления приводом
В ходе выполнения курсового проекта мною был спроектирован привод главного движения с электродвигателем мощностью N=4 кВт
Cпроектированная коробка передач работоспособна.
Чертеж коробки передач см. в приложении
1. Б. А. Шкарин, В.В. Яхричев. Оборудование автоматизированного машиностроительного производства. Учебное пособие к выполнению курсового проекта. . - Вологда: ВоГТУ, 2014. - 92с.
2.Универсальный вертикально сверлильный станок модели 2А150.Описание и руководство по обслуживанию.- Москва:Станкостроительный завод имени Ленина, 1960. -30c.
3. Универсальный вертикально сверлильный станок модели 2А125.Москва: Станкостроительный завод имени Ленина, 1955. -48c.
4. 2А135, 2А150 Станок вертикально-сверлильный универсальный. Описание, характеристики, схемы [Электронный ресурс]: офиц. сайт. - Режим доступа http://stanki-katalog.ru Дата последнего посещения 07.06.2015
Кинематический расчет коробки скоростей привода главного движения горизонтально-фрезерного станка. Прочностной расчет зубчатых колес, их диаметров, ременной передачи, валов на статическую прочность и выносливость. Определение грузоподъемности подшипников. курсовая работа [730,7 K], добавлен 27.05.2012
Кинематический и динамический расчет деталей привода горизонтально-фрезерного станка. Конструкция коробки скоростей. Расчет абсолютных величин передаточных отношений, модуля прямозубой цилиндрической зубчатой передачи, валов на прочность и выносливость. курсовая работа [1,6 M], добавлен 02.01.2013
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
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
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
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
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
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



Разработка привода главного движения горизонтально-фрезерного станка курсовая работа. Производство и технологии.
Организация Выполнения Контрольной Работы
Приложение Которое Напишет Сочинение На Любую Тему
Реферат по теме Социальные классы
Компонентный Анализ Существительных Дипломная Работа
Реферат Формы Работы С Книгой Вне Занятий
Сочинение по теме Заметки социолога
Сочинение по теме Непостижимая Россия в творчестве В.В. Набокова
Атаман Ермак И Начало Завоевания Сибири Реферат
Курсовая работа: Обоснование системы мероприятий по защите озимой пшеницы от пшеничного трипса, хлебной жуженицы, пьявицы обыкновенной, гессенской мухи, стеблевой ржавчины, бактериоза и тифулеза
Обучение Написания Сочинения
Реферат: История возникновения парламентского расследования
Сочинение: Анализ отрывка из романа Достоевского Преступление и наказание Сон Раскольникова на каторге.
Эссе На Тему Чему Учат Мифы
Лабораторная Работа По Физике Погрешность
Курсовая Работа На Тему Привлекательность Сегментов Рынка: Анализ, Оценка И Выбор Целевых Сегментов
Курсовая работа по теме Моделированию бизнес-процессов
Реферат по теме Методологические основы качественного химического образования
Дипломная работа по теме Приостановление предварительного следствия
Курсовая работа по теме Проектирование рациональных вариантов вскрытия шахтного поля
Курсовая работа по теме Уголовная ответственность за нарушение неприкосновенности частной жизни
Звіт про фінансові результати - Бухгалтерский учет и аудит презентация
Формирование коммуникативных способностей будущего учителя - Педагогика курсовая работа
Логистика на предприятии - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа