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.
Аннотация к работе
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.
План
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
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
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
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
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.