123874 (Проектирование привода коробки скоростей металлорежущего станка)
Описание файла
Документ из архива "Проектирование привода коробки скоростей металлорежущего станка", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "123874"
Текст из документа "123874"
Министерство образования и науки Украины
Донецкий Национальный Технический
Университет
кафедра " Металлорежущие станки и инструмент "
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: " Металлообрабатывающее оборудование"
на тему: "Проектирование привода коробки скоростей металлорежущего станка"
Выполнил:
ст. гр. МС-99 а
Прохорова Н.В.
Проверил Петтик Ю.В.
Донецк 2002
ЗАДАНИЕ
Спроектировать привод коробки скоростей металлорежущего станка по исходным данным:
1. Тип станка – вертикально-сверлильный.
2. Основной размер – d = 20мм.
3. Разрабатываемый привод – главного движения.
4. Предельные значения – nmin = 18об/мин; nmax = 1000об/мин.
5. Знаменатель прогресии – 1,41.
6. Примечания – ЧПУ.
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка содержит: стр.29, рис. 12 , табл. 4 , источников 10, приложения 3.
В работе приведен анализ возможностей вертикально-сверлильного станка, особенности и требования, предъявляемые к коробкам скоростей. Проанализированы кинематические схемы привода и выбран оптимальный вариант компоновки кинематической схемы привода станка.
Приведен кинематический и силовой расчет привода, расчет на прочность основных деталей проектируемого узла.
Выбран материал валов и зубчатых колес. Приведен выбор шлицевых соединений, подшипников, описана система смазки и управления.
Объект проектирования - коробка скоростей вертикально-сверлильного станка.
Цель работы - проектирование оптимального привода станка.
ПРИВОД, СТРУКТУРНАЯ СЕТКА, ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, ВАЛ, ПОДШИПНИК, НАПРЯЖЕНИЕ.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
-
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И НАЗНАЧЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
-
Общие сведения о вертикально-сверлильных станках
-
Особенности привода скоростей вертикально-сверлильного станка
-
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА СТАНКА
-
Выбор диапазона регулирования и числа ступеней передач коробки скоростей
-
Разработка и построение структурной сетки и графика чисел оборотов
-
Подбор чисел зубьев
-
Разработка кинематической схемы привода
-
Расчет погрешностей кинематических цепей станка
СИЛОВОЙ РАСЧЕТ КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ
-
Расчет коэффициента полезного действия станка и мощности главного электродвигателя
-
Расчет крутящих моментов на валах
3.3Расчет на прочность зубчатых колес
3.4 Расчет геометрических параметров зубчатых колес
3.5 Уточненный расчет вала
-
ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ
-
ВЫБОР ШПОНОК
-
ВЫБОР СИСТЕМЫ СМАЗКИ
-
ВЫБОР СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Приводы металлорежущих станков выполняют широкий спектр движений: рабочих, вспомогательных, установочных и т.д.
При этом перемещается инструмент или заготовка. Кинематические и силовые характеристики коробки скоростей должны обеспечить требуемые значения величины скоростей при обработке на станке различных деталей из различных деталей с различными физико-механическими свойствами.
Движение на коробку скоростей передается от электродвигателя через клиноременную передачу.
К приводам станков, с учетом технологического назначения станка предъявляются специальные требования – по передаче усилий, обеспечению постоянства скоростей, быстродействию, габаритным размерам, удобства управления.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И НАЗНАЧЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
-
Общие сведения о вертикально-сверлильных станках
Группа сверлильных и расточных станков включает в себя следующие типы:
-
Настольно и вертикально- сверлильные станки.
-
Одношпиндельные полуавтоматы.
-
Многошпиндельные полуавтоматы.
-
Координатно-расточные станки.
-
Радиально и координатно-сверлильные станки.
-
Расточные станки.
-
Отделочно-расточные станки.
-
Горизонтально-сверлильные станки.
-
Разные.
Основными формообразующими движениями на этих станках является главное движение – вращательное, и движение подачи шпинделя или стола.
Отверстие получается методом двойного следа
Рисунок 1.1.1 – Схема формообразующих движений.
Посредством органов настройки устанавливаются частота и подача.
Операции выполняемые на станках сверлильно-расточной группы:
-
сверление;
-
рассверливание;
-
зенкерование;
-
развертывание и другие.
Расточные станки могут также производить фрезерование, нарезание резьб и другие.
По расположению шпинделя различают вертикально и горизонтально-расточные станки, а также станки с постоянным положением шпинделя и радиально-сверлильные, допускается перемещение шпинделя , а иногда и наклон.
По числу шпинделей различают одно-шпиндельные и многошпиндельные.
Для глубокого сверления применяют горизонтально-шпиндельные станки (если глубина сверления > 10-ти диаметров – сверление глубокое).
Различают следующие расточные станки:
-
горизонтально-расточные станки;
-
координатно-расточные станки;
-
алмазно-расточные станки;
-
специализированные.
Горизонтально-расточные станки предназначены для обработки отверстий с точными расстояниями между всеми осями в деталях и отличаются большой универсальностью.
Координатно-расточные станки с вертикальным расположением шпинделя имеют большую жесткость конструкции, имеют специальное измерительное устройство и предназначены для обработки отверстий с особо точным расстоянием между осями.
Алмазно-расточные станки применяют для тонкого отделочного растачивания отверстий алмазным или твердосплавным резцом при высокой скорости резания. При обработке применяют малые подачи и малые глубины резания.
В данной курсовой работе проектируется привод для вертикально-сверлильного станка.
Рисунок 1.1.2 – Общий вид станка.
Органы управления:
1. Рукоятка перемещения стола.
2. Штурвал для подъема и опускания шпинделя.
Основные узлы станка:
3. Стол.
4. Шпиндельная бабка с коробкой подач.
5. Коробка скоростей.
6. Станина (колонна).
7. Основание станины.
Данный станок предназначен для обработки деталей небольшой массы.
Область использования: основные производственные цеха в условиях единичного и мелкосерийного производства. Также станок используется в ремонтно-механических и инструментальных цехах.
На фундаментной плите 7 смонтирована колонна 6, в ее верхней части размещается коробка скоростей 5 с электродвигателем. На вертикальных направляющих установлена шпиндельная бабка 4 внутри которой размещается привод подач, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя. Поднимать и опускать шпиндель можно механически или вручную с помощью штурвала 2. Для установки и закрепления приспособлений с заготовкой имеется стол 3, его можно устанавливать на различную высоту в зависимости от размеров заготовки или приспособления.
Особенность вертикально-сверлильного станка – для обработки отверстия необходимо совместить центр будущего отверстия с осью вращения инструмента.
2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА СТАНКА
2.1 Выбор диапазона регулирования и числа ступеней передач коробки скоростей
Основными техническими характеристиками вертикально-сверлильного станка, определяющими его технологические возможности являются:
- предельные значения частот вращения nmin = 18об/мин; nmax = 1000об/мин,
- знаменатель ряда частот вращения φ=1,41.
Определяем диапазон регулирования:
Определяем число ступеней скорости :
, принимаем z=14.
2.2 Разработка и построение структурных сеток и графика чисел оборотов
По заданному числу z=14 определяем возможные типы схем сложенных структур , т.к. простые множительные структуры не используем.
Для z=18 и φ=1,41 сведем основные возможные варианты в таблицу 2.1.
Исходя из принципа оптимизации, в основу которого положено минимальное число элементов привода (количество валов, шестерен, блоков и муфт) и максимального количества ступеней передач по скоростной цепи, выбираем в качестве оптимальной структуры – структуру типа А1-2, вид структурной формулы z=14=2(i0+i΄·2·3).
Таблица 2.2.1 – Варианты коробок скоростей со сложенной структурой для z=18 и φ=1,41.
Структурная формула | Вид структуры | Основные показатели привода | ||||
Кол-во шестерен | Кол-во валов | Кол-во блоков | Кол-во передач по короткой цепи | Кол-во муфт | ||
2(i0+i'·2·3) | АⅠ | 18 | 5 | 4 | 1 | нет |
2(1+i·2+2·2) | БⅡ | 18 | 5 | 4 | 1 | 1 |
2(0+3+i"· i"·4) | БⅢ | 22 | 5 | 3 | 2 | нет |
2(i0+i'· i'·3+i"· i"·3) | БⅠ | 26 | 7 | 4 | 2 | нет |
2(1+i'·2+i'·2+i"·2) и т.д. | ВⅡ | 16 | 6 | 3 | 1 | 2 |
Общий вид типовой схемы сложенной структуры вида АⅠ- 2 приведен на рис. 2.2.1
Рисунок 2.1 -Типовая схема сложенной структуры вида АⅠ- 2
В принятой структурной формуле определяем характеристики групп x1=1, x2=1, x3=2, x4=6.
Структурная сетка коробки скоростей приведена на рис. 2.2.2
Рисунок 2.2.2 - Структурная сетка.
При построении графиков чисел оборотов на основе выбранной структурной сетки учитывается то, что с точки зрения работы шестерен желательно, чтобы передаточные отношения в цепях главного движения находились в пределах , так как ускорительные передачи работают хуже замедлительных.
Графиков чисел оборотов приведен на рис. 2.2.3.
Рисунок 2.3 - Графиков чисел оборотов вертикально-сверлильного станка
-
Подбор чисел зубьев
Для подбора чисел зубьев воспользуемся графиком чисел оборотов (рис.2.3) и значениями передаточных отношений I между звеньями коробки главного движения.