Разработка привода главного движения горизонтально-фрезерного станка 6Н81
Построение структурных графиков и диаграммы чисел вращения. Расчет модуля и чисел зубьев передач привода, крутящих моментов, клиноременной передачи, шлицевых соединений. Определение основных диаметров колес. Расчет вала на прочность и выносливость.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.11.2018 |
Размер файла | 2,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Тульский государственный университет»
Политехнический институт
Кафедра «Технология машиностроения»
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту
Разработка привода главного движения горизонтально-фрезерного станка 6Н81
Студент гр. 621751-ПБ А.Б. Гладинов
Тула 2016
- Оглавление
- Введение
- 1. Кинематический расчет привода главного движения
- 1.1 Определяем показатель геометрического ряда
- 1.2 Анализ структурных сеток
- 1.3 Построение структурных графиков
- 1.4 Построение диаграммы чисел вращения
- 1.5 Расчет чисел зубьев передач привода
- 2. Динамический расчет привода главного движения
- 2.1 Расчет крутящих моментов
- 2.2 Расчет клиноременной передачи
- 2.3 Расчет модуля зубчатых передач
- 3. Определение основных диаметров колес
- 4. Предварительный расчет валов
- 5. Расчет шлицевых соединений
- 6. Уточненный расчет валов
- 7. Расчет подшипниковых опор вала
- 8. Расчет вала на прочность и выносливость
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
Современное машиностроение невозможно представить без металлорежущих станков. Станки являются основой всего машиностроения, на них выполняется большая часть всех возможные операции. Номенклатура существующих на данный момент станков огромна, используются станки начиная с самых простейших сверлильных станков которые могут обрабатывать заготовку только в одном направлении заканчивая современнейшими обрабатывающими центрами которые могут обрабатывать заготовку в любом направлении и любом положении.
Одними из наиболее распространённых и относительно недорогих станков наше время являются станки фрезерной группы. Рассматриваемый в данной работе станок является представителем горизонтально-фрезерных станков, являющегося универсальным. Этот станок позволяет обрабатывать наружные простые и фасонные поверхности, прорезать прямые и винтовые канавки.
Целью данного курсового проекта является приобретение и закрепление полученных знаний в конструкторской работе. Всё это осуществляется на основе проектирования привода главного движения станка. В итоге надо получить правильно оформленный комплект конструкторской документации содержащей чертежи разработанного привода, спецификации, расчёт параметров необходимых для разработки привода.
1. Кинематический расчет привода главного движения
В качестве основы для разработки привода главного движения используем кинематическую схему станка 6Н81
Рисунок 1. Кинематическая схема станка 6Н81
1.1 Определяем показатель геометрического ряда
Частоты вращения шпинделя
Показатель данного ряда, определяется по следующей формуле:
где z - число ступеней оборотов шпинделя.
Принимаем значение из стандартного ряда . Для данного значения выписываем Z нормальных значений чисел оборотов шпинделя:
n1 = nmin = 40 мин-1,
n2 = 47 мин-1,
n3 = 56 мин-1,
n4 = 67 мин-1,
n5 = 80 мин-1,
n6 = 95 мин-1,
n7 = 112 мин-1,
n8 = 132 мин-1,
n9 = 160 мин--1
n10 = 190 мин-1,
n11 = 224 мин-1,
n12 = 265 мин-1,
n13 = 315 мин-1,
n14 = 375 мин-1,
n15 = 450 мин-1
n16 = 530 мин-1,
n17 = 630 мин-1,
n18 = 750 мин-1,
n19 = 630 мин-1,
n20 = 900 мин-1,
n21 = 1060 мин-1
n22 = 1250 мин-1,
n23 = 1500 мин-1,
n24 = 1800 мин-1,
Составляем структурные формулы
Принятой кинематической схеме соответствуют структурные формулы, показывающие, как разбито общее количество вариантов чисел оборотов между отдельными группами передач:
Z = P1P2P3…Pn,
где Р1, 2, 3, n - числа скоростей первой, второй, третьей и n-ой группы передач.
Проектируемый привод, имеющий число скоростей Z = 24, будет иметь
следующие варианты структурных формул:
;
;
1.2 Анализ структурных сеток
С целью наглядного представления принятого оптимального варианта изображаем структурную сетку по развернутой структурной формуле, которая соответствует условиям задания.
8=4(1)*2(4)
Не все варианты структурных сеток позволяют разработать компактные конструктивные решения, по разработке коробок скоростей. В нашем случае значения передаточных отношений будут:
Рис. 2. Структурная сетка
Имея показатель геометрического ряда частоты вращения шпинделя, и опираясь на предельные значения передаточных отношений, наиболее оптимальной структурной формулой для нашего привода, является вариант: 8=4(1)*2(4).
1.3 Построение структурных графиков
С целью выявления наилучшего варианта распределения передаточных отношений в группах по принятой структурной сетке (рис. 1) строятся структурные графики для всех возможных случаев с учетом граничных условий.
Привод включает клиноременную передачу от электродвигателя на входной вал коробки скоростей.
Граничные условия для зубчатых передач:
4
Таблица 1 Для главной умножающей группы
imax=ц-5 = 0.44 |
imax= ц-4= 0.5 |
imax= ц-3= 0.61 |
imax= ц-2= 0.72 |
imax= ц-1= 0.85 |
|
imin= ц-8 = 0.25 |
imin= ц-7 = 0.31 |
imin= ц-6 = 0.37 |
imin= ц-5 = 0.44 |
imin= ц-4 = 0.5 |
|
imax= ц0 = 1 |
imax= ц1 = 1.18 |
imax= ц2 = 1.4 |
imax= ц3 = 1.6 |
imax= ц4 = 1.9 |
|
imin= ц-3 = 0.61 |
imin= ц-2 = 0.72 |
imin= ц-1 = 0.85 |
imin= ц0 = 1 |
imin= ц1 = 1.18 |
Таблица 2 Для первой умножающей группы.
imax= ц0 = 1 |
imax= ц1 = 1.18 |
imax= ц2 = 1.4 |
imax= ц3 = 1.6 |
imax= ц4 = 1.9 |
|
imin= ц-8 = 0.25 |
imin= ц-7 = 0.31 |
imin= ц-6 = 0.37 |
imin= ц-5 = 0,44 |
imin= ц-4 = 0,5 |
1.4 Построение диаграммы чисел вращения
Диаграмма чисел вращения (ДЧВ) строится в соответствии с построенными структурными графиками и разбивкой передаточного отношения по ступеням. Исходя из того, что желательно избегать максимальных передаточных отношений по мере приближения к шпинделю, устанавливаем одиночную передачу на последнем валу. ДЧВ будет следующей:
рис. 3
Передаточные отношения по приведенному ДЧВ будут:
1.5 Расчет чисел зубьев передач привода
Расчет чисел зубьев групповых передач будем проводить, воспользовавшись программным продуктом - Design. При расчете учтем, что оптимальное суммарное количество зубьев должно быть не менее 86.
2. Динамический расчет привода главного движения
2.1 Расчет крутящих моментов
Расчетный крутящий момент Т1 (), действующий на валу рассчитываемой шестерни, находят через мощность и число оборотов
где - мощность электродвигателя (кВт), - номинальное число оборотов двигателя.
Рассчитываем крутящие моменты на остальных валах при этом учитывая, самые большие понижающие передаточные отношения:
2.2 Расчет клиноременной передачи
При выборе варианта передач предпочтение отдают тому, у которого размеры сечения ремня меньше, а больше диаметры шкивов. Это увеличивает срок службы передачи. Не рекомендуется использовать больше 8-и ремней, так как они неравномерно нагружаются.
2.3 Расчет модуля зубчатых передач
Расчет модулей зубчатых передач выполняется на ЭВМ с использованием программного обеспеченья - Design. Ниже приведены исходные данные, результаты расчетов и схемы.
Рис. 4 Схема расположения колес.
3. Определение основных диаметров колес
Основная группа
Первая пара колес:
Шестерня:
Колесо:
Вторая пара колес:
Шестерня:
Колесо:
Третья пара колес:
Шестерня:
Колесо:
Четвертая пара колес:
Шестерня:
Колесо:
Первая умножающая группа
Первая пара колес:
Шестерня:
Колесо:
Вторая пара колес:
Шестерня:
Колесо:
Одиночная передача
Шестерня:
Колесо:
Одиночная пара колес:
Шестерня:
Колесо:
4. Предварительный расчет валов
Для возможности предварительного прочерчивания сборочных чертежей коробки необходимо ориентировочно определить диаметры валов привода. Поскольку на данном этапе проектирования не известны ни длины валов, ни места приложения и величины сил и опорных реакций, то предварительный расчет производиться только на кручение, но по номинальным допускаемым напряжения.
Диаметры валов рассчитываем по формуле:
Минимальные диаметры валов будут:
5. Расчет шлицевых соединений
На валах, где находятся подвижные блоки целесообразно применить шлицевые соединения т.к. они более устойчивы к нагрузкам, позволяют перемещать блоки в осевом направлении и компенсируют небольшую несоосность.
На валу 1, 2 и 3 находятся подвижные блоки для них в соответствии с диаметром по ГОСТ 1139-80 назначаем стандартные шлицы.
Для вала 1 принимаем шлицы с параметрами:
Для вала 3 принимаем шлицы с параметрами:
Для вала 5 принимаем шлицы с параметрами:
6. Уточненный расчет валов
Расчет на совместное действие изгиба и кручения двух, трех наиболее нагруженных валов выполняется после того, как окончательно выявились конструкция, размеры и расположения узлов соответствующих валов. В записке приводится схема свертки валов привода с передачами, оказывающими наибольшее влияния на деформацию валов.
Подсчитываются усилия, действующие в передачах.
привод колесо вал клиноременной
7. Расчет подшипниковых опор вала
8. Расчет вала на прочность и выносливость
Заключение
В работе был спроектирован привод главного движения горизонтально-фрезеного станка 6Н81 имеющий 24 скорости вращения. Был произведён расчёт чисел зубьев и модулей групповых передач, также рассчитаны параметры клиноремённой передачи. Также был спроектирован механизм переключения передач. Все параметры были рассчитаны и проверены на ЭВМ с помощью программы “Desing”. Таким образом можно сказать, что так как все полученные параметры удовлетворяют заданным условиям, то можно предложить использовать данный привод главного движения на практике.
Список использованных источников
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т.-М.:1980. - 1845с
2. Асинхронные двигатели серии 4А: справочник А.Э. Кравчик, М.М. Афонин, Е.А. Соболенская. - М.:1982. -504с
3. Бельзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения : Справочник . - М.:1975. -574с.
4. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Д.Н. Решетова. -М.: 1979. -367с.
5. Дунаев А.Ф Конструирование узлов и деталей машин . -М.:1978. -352с.
6. Кучер И.М. Металлорежущие станки. Основы конструирования и расчёта. - Л.:1971. -719с.
7. Пузырёв В.А. , Киенский Б.А., Сундуков Г.В. Учебное пособие а курсовому проекту по металлорежущим станкам для студентов дневного , вечернего и заочного факультетов. -Тула: ТулПИ, 1966.-165с.
8. Пузырёв В.А. Методические указания для оформления чертежей и схем и составления спецификаций в дипломных и курсовых проектах специальностей 0501 и 0636. -Тула: ТулПИ, 1982. -18с.
9. Пузырёв В.А., Пасько Н.И. Расчёт и конструирование приводов станков с применением ЭВМ . Методические указания к курсовок и дипломному проектированию для студентов специальностей 0636 и 0501 дневного, вечернего и заочного обучения. -Тула: ТулПИ, 1968. -37с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
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 14.07.2012Устройство и работа вертикально–сверлильного станка. Проектирование привода со ступенчатым регулированием. Построение диаграммы чисел вращения шпинделя. Расчет чисел зубьев передач привода. Анализ структурных сеток. Расчет бесступенчатого привода.
курсовая работа [911,9 K], добавлен 28.05.2013Кинематический 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- Проектировка коробки скоростей привода главного движения горизонтально фрезерного станка модели 6Н81
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 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 27.03.2016Разработка привода главного движения радиально-сверлильного станка со ступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Расчет мощности привода и крутящих моментов, предварительных диаметров валов и зубчатых колес. Система смазки шпиндельного узла.
курсовая работа [800,9 K], добавлен 07.04.2012Исполнительные движения, структура станка. Определение передаточных отношений передач графоаналитическим методом, построение структурной сетки и графика чисел оборотов. Расчет зубчатых передач. Выбор материала валов. Подбор шпонок и шлицевых соединений.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.04.2016Определение 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 14.09.2012Расчет моментов, частот вращения, мощностей на валах привода и передаточных чисел для быстроходной и тихоходной передач. Кинематическая схема узла привода. Расчет зубьев на контактную выносливость. Выбор и проверочный расчет подшипников качения.
курсовая работа [824,4 K], добавлен 07.12.2010Выбор электродвигателя и определение числа зубъев передач. Подбор материала и термообработки зубчатых колес. Расчет на прочность элементов привода. Определение клиноременной передачи и действительных частот вращения шпинделя. Проверка шлицевых соединений.
курсовая работа [151,7 K], добавлен 10.02.2015Выбор 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 20.02.2013Назначение 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 25.03.2012Определение 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 30.09.2013Разработка 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 05.11.2012Кинематический расчет коробки скоростей горизонтально-фрезерного станка. Выбор предельных режимов резания. Определение чисел зубьев передач. Расчет вала на усталостною прочность. Подбор подшипников расчетного вала, электромагнитных муфт и системы смазки.
курсовая работа [184,6 K], добавлен 22.09.2010Расчет технических и кинематических характеристик токарно-карусельного станка. Подбор чисел зубьев. Определение фактических чисел оборотов планшайбы. Расчет шпонок на прочность и шлицевых соединений. Применение смазки поливанием в коробке скоростей.
курсовая работа [309,6 K], добавлен 31.01.2016Изучение 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 28.01.2014Кинематический расчет привода главного движения коробки скоростей. Определение реакций опор вала. Расчет шлицевого и шпоночного соединений; вала на прочность. Проверка подшипников на динамическую грузоподъемность. Проектирование ременной передачи.
контрольная работа [164,8 K], добавлен 16.01.2015Кинематический расчет привода главного движения со ступенчатым и бесступенчатым регулированием. Определение скорости резания, частоты вращения шпинделя, крутящего момента и мощности электродвигателя. Проверка на прочность валов и зубчатых колес.
курсовая работа [242,2 K], добавлен 27.01.2011Назначение горизонтально-расточного станка 2А620Ф2-1-2, анализ конструкции привода главного движения. Определение частот вращения шпинделя. Построение структурной схемы привода со ступенчатым изменением частоты вращения. Расчет коробки скоростей.
курсовая работа [917,2 K], добавлен 17.01.2013