Проектирование привода главного движения горизонтально-фрезерного станка - Курсовая работа

Принимаем промежуточные значения чисел оборотов для знаменателя геометрического ряда j=1,26 из отраслевого стандарта станкостроения ОСТ HI 1-1-72. n1=nmin=80; n2=j*n1=1,26*80=100; n3=j*n2=1,26*101=125;Выбираем структурную формулу zn=р0?р1?р2?р3?р4=1?2?2?2?2=16 и принимаем вариант структурной сетки с диапазонами регулирования групповых передач: R1=j2; R2=j3; R3=j6 и общим диапазоном Rn=j15, которые удовлетворяют знаменателю геометрического ряда j=1,26.Построение выполняется в соответствии с предельно допустимыми передаточными отношениями групповых передач ? ? U ? 2 для знаменателя j=1,26 и U1>U3>U5>U7 Из графика частот вращения передаточные отношения зубчатых колес составляют: в группе Р1: U1=z1/z2=1/1,26=0,794; U2=z3/z4=1/1,260=1;При определении чисел зубьев колес необходимо не только получить передаточные отношения, но и обеспечить постоянную сумму зубьев в пределах двухваловой передачи, например, для группы Р1: Sz=z1 z2= z3 z4=const. Решая систему уравнений U и Sz в каждой группе передач, получим числа зубьев колес всего привода.2) построена в полном соответствии с графиком частот вращения (рис. 1), требованиями ГОСТ 2.770-68 по условным изображениям элементов кинематических цепей и ГОСТ 2.701-2.703-68 по правилам оформления кинематических схем. Правильность расчета зубчатых передач и построения кинематической схемы привода устанавливается после составления уравнений кинематического баланса цепей.За расчетную частоту вращения шпинделя принимается частота: Определим мощность из соотношения .Зубья изготовляются из стали 40ХН; обработка - закалка ТВЧ, твердость 48…52 HRC. 1 вал t1= 19.4 (hm) n1= 1000.0 (1/min) sigmhp= 1000.00(мра) sigmfp= 320.00 (мра) psibd= .40 z1= 45. z2= 45. ct= 7 kod= 2 результат расчетн. модуль по контактн. напряжен.= .748(мм) расчетн. модуль по изгибн. напряжен. 2 вал t1= 18.8 (hm) n1= 1000.0 (1/min) sigmhp= 1000.00(мра) sigmfp= 320.00 (мра) psibd= .40 z1= 38. z2= 48. ct= 7 kod= 2 результат расчетн. модуль по контактн. напряжен.= .846(мм) расчетн. модуль по изгибн. напряжен. 3 вал t1= 22.8 (hm) n1= 800.0 (1/min) sigmhp= 1000.00(мра) sigmfp= 320.00 (мра) psibd= .40 z1= 46. z2= 58. ct= 7 kod= 2 результат расчетн. модуль по контактн. напряжен.= .742(мм) расчетн. модуль по изгибн. напряжен.По найденным значениям модулей определяются диаметры колес .

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.Предварительный расчет диаметров валов выполняют только с учетом нагрузки на кручение, так как еще отсутствуют, необходимые для расчета на изгиб, данные о расстояниях между опорами и о размещении зубчатых колес на валу. где: диаметр рассчитываемого вала, мм;Компоновка привода заключается в выборе механизма передачи вращения от двигателя к входному валу коробки скоростей. Расчет производится в программе REMEN. Ср - коэффициент динамичности нагрузки и режима работы клиноременной передачи (для передач, используемых в приводах главного движения принимается равным 1);Вычисление опорных реакций, статической и динамической грузоподъемности подшипников, изгибающих моментов вала. Исходные данные: A - расстояние от левой опоры до силы P, мм; P, Q - силы действующие на вал, H; Исходные данные вводятся с учетом схем нагружения двухопорных валов.

Содержание

Техническое задание

1. Кинематический расчет коробки скоростей

1.1 Исходные данные

1.2 Определение общего диапазона регулирования

1.3 Выбор структурной формулы и построение структурной сетки

1.4 Построение графика частот вращения

1.5 Определение чисел зубьев шестерен

1.6 Построение кинематической схемы

1.7 Расчет моментов на валах

2. Разработка конструкции коробки скоростей

2.1 Прочностной расчет зубчатых колес

2.2 Расчет диаметров колес

2.3 Предварительный расчет диаметров валов коробки скоростей

2.4 Расчет ременной передачи

2.5 Выбор подшипников

2.6 Расчет валов

Заключение

1. Кинематический расчет коробки скоростей

1.1 Исходные данные

Станок горизонтально-фрезерный, мощность 2,2 КВТ;

число скоростей шпинделя zn=16;

минимальная частота вращения шпинделя nmin=80 мин-1;

?=1,26

1.2 Определение общего диапазона регулирования

реакции в опорах: R= 100.91(H) S= 491.09(H) статическая грузоподъемность подшипников

CO1= 100.91(H) CO2= 491.09(H) динамическая грузоподъемность подшипников

C1= 1021.28(H) C2= 4970.02(H) изгибающие моменты на валу (НМ) (x от левой опоры вала)

X=-119.50 M= -29.995

X= 334.00 M= -20.135

2 вал

Рисунок 4 расстояние от левой опоры до сил и между опорами

A= 173.50(MM) B= 45.00(MM) L= 293.00(MM) усилия на вал P= 240.00(H) Q= 190.00(H) угол между плоскостями сил P и Q,ALFA= 180.0 (ГРАД.) частота вращения вала N=1000.0(1/мин)

РЕЗУЛЬТАТ: реакции в опорах: R= 62.94(H) S= 112.94(H) статическая грузоподъемность подшипников

CO1= 62.94(H) CO2= 112.94(H) динамическая грузоподъемность подшипников

C1= 636.93(H) C2= 1142.95(H) изгибающие моменты на валу (НМ) (x от левой опоры вала)

X=-173.50 M= -41.640

X= 45.00 M= 28.008

3 вал

Рисунок 5 расстояние от левой опоры до сил и между опорами

A= 248.00(MM) B= 45.00(MM) L= 293.00(MM) усилия на вал P= 229.00(H) Q= 289.00(H) угол между плоскостями сил P и Q,ALFA= .0 (ГРАД.) частота вращения вала N= 800.0(1/мин)

РЕЗУЛЬТАТ: реакции в опорах: R= 279.78(H) S= 238.22(H) статическая грузоподъемность подшипников

CO1= 279.78(H) CO2= 238.22(H) динамическая грузоподъемность подшипников

C1= 2628.48(H) C2= 2237.94(H) изгибающие моменты на валу (НМ) (x от левой опоры вала)

X=-248.00 M= -56.792

X= 45.00 M= 59.077

4 вал

Рисунок 6 расстояние от левой опоры до сил и между опорами

A= 248.00(MM) B= 319.00(MM) L= 403.00(MM) усилия на вал P= 271.00(H) Q= 69.00(H) угол между плоскостями сил P и Q,ALFA= 180.0 (ГРАД.) частота вращения вала N=1000.0(1/мин)

РЕЗУЛЬТАТ: реакции в опорах: R= 89.85(H) S= 112.15(H) статическая грузоподъемность подшипников

CO1= 89.85(H) CO2= 112.15(H) динамическая грузоподъемность подшипников

C1= 909.31(H) C2= 1135.02(H) изгибающие моменты на валу (НМ) (x от левой опоры вала)

X=-248.00 M= -67.208

X= 319.00 M= 9.421

Для валов с 1 по 4 выбираются шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии (рис. 7).

Рисунок 7 - Эскиз подшипника.

Таблица 3

Обозначение Размеры, мм Грузоподъемность, КН d D B r Cr Cor

204 20 47 14 1,5 12,7 6,2

Для шпинделя выбираются роликовые конические однорядные подшипники повышенной грузоподъемности средней серии (рис. 8).

Рисунок 8 - Эскиз подшипника.

Таблица 4

Обозначение Размеры, мм Грузоподъемность, КН d D T B C r r1 Cr Cor

7306А 30 72 21 19 16 2 0,8 52,8 39,0

7307А 35 80 23 21 18 2,5 0,8 68,2 50,0

2.6 Расчет валов

Производится расчет сечений сплошного вала на статическую прочность и выносливость. В результате расчета определяется запас статической прочности, запас усталостной прочности в сечении сплошного вала при изгибе, кручении и совместном действии изгиба и кручения.

Исходные данные для расчета: Мизг - изгибающий момент в проверяемом сечении, Нм;

Мкр - крутящий момент в проверяемом сечении, Нм;

sв - предел прочности материала вала, МПА;

D, d - диаметры в сечении вала, мм;

b - ширина шлица, шпонки, мм;

R - радиус галтели или выточки, мм;

t - высота шпонки, мм;

R - радиус выточки, мм;

C - код марки стали;

X - признак концентратора напряжений в сечении вала.

1 вал

Рисунок 9 - Изгибающие моменты

Рисунок 10 - Крутящие моменты

2 вал

Рисунок 11 - Изгибающие моменты

Рисунок 12 - Крутящие моменты

3 вал

Рисунок 13 - Изгибающие моменты

Рисунок 14 - Крутящие моменты

4 вал

Рисунок 15 - Изгибающие моменты

Рисунок 16 - Крутящие моменты

Заключение

В курсовом проекте был спроектирован привод главного движения горизонтально-фрезерного станка. Спроектированная коробка скоростей имеет 16 частот вращения шпинделя: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 640, 800, 1000, 1280, 1600, 2000, 2560 мин-1. Коробка компактная и имеет следующие габариты: 534x352x493 мм.

Спроектировав и исследовав привод главного движения горизонтально-фрезерного станка, можно сделать вывод, что данный механизм пригоден для эксплуатации.

Размещено на .ru