Модернизация привода главного движения 2бР10

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение технических характеристик станка

2. Кинематический расчёт привода главного движения

2.1 Определение размерного ряда n

2.2 Выбор оптимальной структурной формулы и построение структурной сетки ПГД

2.3 Построение графика частот вращения и разработка кинематической схемы

2.4 Передаточные отношения и числа зубьев

2.5 Определение крутящих моментов ПГД

3. Кинематический расчёт привода подач

Заключение

Список используемых источников



Введение

Проектирование сложных агрегатов, какими являются современные металлорежущие станки, производится, как правило, на основе имеющихся прототипов или аналогичных конструктивных решений. При создании нового станка используются отработанные и всесторонне испытанные конструкции почти всех его основных узлов.

Задачей курсовой работы является развитие творческой самостоятельности и умения применить теоретические знания и практические навыки в конструкторской работе с целью приобретения опыта комплексного подхода к выполнению расчетов и проектированию основных узлов современных металлорежущих станков.

Заданием на проектирование представляется разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. В ходе курсовой работы определяется назначение станка, будут рассчитаны технические характеристики, спроектирован привод главного движения и подач, произведен их кинематический расчет.



1. Определение технических характеристик станка

Согласно техническому заданию:

1. Минимальная частота вращения шпинделя n = 50 мин^-1;

2. Максимальная частота вращения шпинделя n = 630 мин^-1;

3. Число ступеней zn=12;

4. Эффективная мощность резания N_эф=3 кВт.

По заданию привод главного движения должен переключаться блоками.

Найдём необходимую мощность привода:

станок привод кинематический вращение

где - КПД привода равный 0,6…0,7.

Электродвигатель выбираем по справочнику, приемлемый по мощности и частоте вращения, на основании расчёта и анализа приводов главного движения станков-прототипов.

Выбираем асинхронный электродвигатель 4А100S2У3 мощностью 4 кВт при частотах вращения 730 и 1460 мин^-1.

Определяем диапазон регулирования коробки скоростей:

где - максимальная частота вращения, мин^-1;

- минимальная частота вращения, мин^-1.



2. Кинематический расчёт привода главного движения

2.1 Определение размерного ряда n

Определяем значение знаменателя геометрического ряда:

Принимаем .

Выписываем стандартные значения частот для:

n₁ =50 мин^-1;

n₂ =63 мин^-1;

n₃ =80 мин^-1;

n₄ =100 мин^-1;

n₅ =125 мин^-1;

n₆= 160 мин^-1;

n₇ =200 мин^-1;

n₈ =250 мин^-1;

n₉ =315 мин^-1;

n₁₀ =400 мин^-1;

n₁₁ =500мин^-1;

n₁₂ =630 мин^-1.



2.2 Выбор оптимальной структурной формулы и построение структурной сетки ПГД

Кинематическая схема привода определяется типом станка и предъявляемыми условиями к его компоновке, в соответствии с которыми выбирается рациональная множительная структура с оптимальным расположением передач на валах, перебором, связанным колёсами и т.д.

Составим первую структурную формулу привода.

Сначала рассчитаем расстояние на структурной сетке между начальными точками:

Рассмотрим первый вариант структурной схемы

z=12=2₃х 3₁х 2₆

Строим первую структурную сетку привода (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 Структурная сетка

Рассмотрим второй вариант структурной формулы:

z=12=2₃ х2₆ х3₁

Строим вторую структурную сетку привода (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 Структурная сетка

Из двух рассмотренных структурных формул мы выберем первый вариант, так как P₁>P₂, а x₁<x₂.

2.3 Построение графика частот вращения и разработка кинематической схемы

Оптимальный график частот вращения выбирается из условия, чтобы значения передаточных отношений не выходили за допустимые пределы, частоты вращения промежуточных валов были по возможности выше и уменьшалась номенклатура колёс.

Рисунок 2.4 График частот вращения

Передаточные отношения определяются, используя график частот вращения в соответствии с числом интервалов m перекрываемых лучом.

По графику частот вращения определяют передаточные отношения из:

где ц - знаменатель геометрического ряда частот вращения,

m - количество интервалов lg ц, пересекаемые лучом, изображающих передачу.

Определяются фактические передаточные отношения каждой передачи через отношения чисел зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого колеса. Определяем числа зубьев зубчатых колес (для каждой передачи суммарное число зубьев ? z должно быть одинаково). Полученные данные сводим в таблицу 2.1

2.4 Передаточные отношения и числа зубьев

Определяются общие передаточные отношения i всей цепи для каждой ступени привода, через произведение передаточных отношений передаx , обеспечивающих получение частоты вращения данной ступени.

Определяем фактические частоты вращения по формуле:

где: - частота вращения вала электродвигателя, мин;

- общее передаточное отношение всей цепи.

Аналогично рассчитываем для остальных частот, полученные значения сводим в таблицу 2.2.

Определим относительные отклонения фактических частот от стандартных:

где - фактическая частота вращения шпинделя, мин^-1;

- стандартная частота, мин^-1.

Аналогично рассчитываем для остальных частот, полученные значения сводим в таблицу 2.2. Полученные значения сравниваем с допустимой погрешностью отклонение фактических частот от стандартных:



Таблица 2.1

Частоты и их отклонения от стандартных значений

№				№
1	50	49,75	0,5	7	200	195,09	2,5
2	63	63,29	0,5	8	250	248,15	0,74
3	80	79,61	0,5	9	315	312,14	0,9
4	100	99,51	0,5	10	400	390,18	2,5
5	125	126,57	1,3	11	500	496,31	0,7
6	160	159,21	0,5	12	630	624,28	0,9

Относительные отклонения фактических частот находятся в пределах допускаемых, поэтому принятые нами числа зубьев зубчатых колёс оставляем без изменений.

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя и строим расчетную цепь:

По графику принимаем

2.5 Определение крутящих моментов ПГД

Рассчитаем крутящие моменты на валах привода.

Крутящий момент на валу электродвигателя рассчитывается по формуле:

Крутящий момент на каждом последующем валу рассчитывается по формуле:

где - крутящий момент на предыдущем валу, Н·м;

- КПД передачи;

- передаточное отношение между валами.

Крутящий момент на последнем валу рассчитывается по формуле:

где - КПД всего привода;

- расчётная частота вращения шпинделя из формулы (2.7).



3. Кинематический расчёт привода подач

Согласно техническому заданию привод подач аналогичен прототипу и данные берем из паспорта станка.

Уравнение кинематического баланса:

Определяем фактические частоты вращения (Таблица 3.1) по формуле:

где: - частота вращения вала электродвигателя, мин;

- общее передаточное отношение всей цепи.

Аналогично рассчитываем для остальных частот, полученные значения сводим в таблицу 3.1.

Таблицу 3.1

Фактические частоты вращения привода подач

№			№
1	31,9	5,32	7	87,7	14,62
2	43,8	7,3	8	122,4	20,4
3	44,6	7,43	9	175,4	29,23
4	61,3	10,22	10	350,8	58,47
5	63,8	10,63	11	489,1	81,5
6	87,7	14,62	12	701,5	116,92

Определяем диапазон регулирования коробки скоростей:

где - максимальная частота вращения, мин^-1;

- минимальная частота вращения, мин^-1.

Определяем значение знаменателя геометрического ряда:

Принимаем

Выписываем стандартные значения частот для:

s₁ =31,5 мин^-1;

s₂ =45 мин^-1;

s₃ =63 мин^-1;

s₄ =90 мин^-1;

s₅ =125 мин^-1;

s₆= 180 мин^-1;

s₇ =250 мин^-1;

s₈ =356 мин^-1;

s₉ =500 мин^-1;

s₁₀ =710 мин^-1;

s₁₁ =1000 мин^-1;

s₁₂ =1400 мин^-1.

Определим относительные отклонения фактических частот от стандартных:

где - фактическая частота вращения шпинделя, мин^-1;

- стандартная частота, мин^-1.

Аналогично рассчитываем для остальных частот, полученные значения сводим в таблицу 2.2. Полученные значения сравниваем с допустимой погрешностью отклонение фактических частот от стандартных:

Таблица 3.2

Частоты и их отклонения от стандартных значений

№				№
1	31,5	31,9	1,3	7	90	87,7	2,6
2	45	43,8	2,6	8	125	122,4	2,1
3	45	44,6	0,9	9	180	175,4	2,6
4	63	61,3	2,7	10	356	350,8	1,5
5	63	63,8	1,3	11	500	489,1	2,2
6	90	87,7	2,6	12	710	701,5	1,2

Определяем полную структурную формулу группы.

- число передач в группе, индекс номер группы

- характеристика группы.

Принимаем

Принимаем

Структурная формула:

Строим структурную сетку.

Рисунок 3.1 Структурная сетка привода подач

Строим график частот вращения привода подач.

Для этого определяем количество интервалов lg ц, пересекаемых лучом, изображающих передачу.

Аналогично определяем для всех передач привода подач.



Таблица 3.3

Количество интервалов lg ц, пересекаемых лучом, изображающих передачу

№	i	y	№	i	y
1	26/67	-3	8	45/45	0
2	36/60	-1,5	9	24/66	-3
3	37/53	-1	10	60/60	0
4	30/60	-2	11	37/44	-0,5
5	45/45	0	12	48/52	0
6	72/18	4	13	17/24	-1
7	30/60	-2	14	28/28	0

Уравнение кинематического баланса быстрого хода

Рисунок 3.2 График частот вращения привода подач



Заключение

В данном курсовом проекте на основе исходного вертикально-фрезерного станка 26Р10 мы модернизировали привод главного движения. Подобрав вместо односкоростного двигателя 2-х скоростной. Рассчитали пары зубчатых колёс. Разработали кинематику коробки скоростей. Таким образом, в ходе выполнения курсового проекта закрепили теоретические знания, ознакомились со специальной технической литературой, научились самостоятельно рассчитывать и проектировать узлы станков.



Список используемых источников

1. Анурьев В.И.: Справочник конструктора-машиностроителя. Т1. М.: Машиностроение, 1979.

2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф. М.: Энергоиздат, 1982. 504 с.

3. Кочергин А.И. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных приспособлений. Курсовое проектирование. Мн.: Выш.шк., 1991. 382 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. Т1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985.

5. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных ВТУЗов / Под ред. В.Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1985.

Размещено на Allbest.ru

...