Введение

В данном курсовом проекте производиться проектирование коробки скоростей токарно-винторезного станка, предназначенного для работы в указанных в задании режимах с необходимыми максимальной и минимальной скоростями, подачей и глубиной обработки. В проекте находится наиболее рациональная конструкция коробки скоростей, обеспечивающая нужные частоты вращения и соответствующая требованиям прочности и долговечности работы.

Основными техническими характеристиками, по которым производился расчёт проекта, являются: максимальная и минимальная скорости, эффективная мощность, максимальный диаметр обрабатываемой детали.

1. Расчёт частот вращения шпинделя

Спроектировать коробку скоростей для токарного станка при условии, что:

Максимальная скорость резания (м/мин)

Минимальная (м/мин)

Количество ступеней

Диаметр отверстия шпинделя

Приняв , найдем частоты оборотов шпинделя для каждой ступени при помощи формул:

,

Получаем следующие значения:

n₁₂=8000(об/мин)

n₁₁=5614(об/мин)

n₁₀=4024(об/мин)

n₉=2854(об/мин)

n₈=2024(об/мин)

n₇=1435(об/мин)

n₆=1018(об/мин)

n₅=722(об/мин)

n₄=512(об/мин)

n₃=363(об/мин)

n₂=257(об/мин)

n₁=183(об/мин)

Составим структурную сетку. Выбираем вариант сетки: 3х2х2

Рассчитаем необходимую мощность двигателя: N_эф=N* Принимаем асинхронный двигатель с частотой вращения об/мин. Между валом двигателя и входным валом коробки скоростей находится ременная передача. Определим частоту вращения вала со шкивом. Примем скорость вращения вала со шкивом равной n₁₀ тогда:

I_шк=n₁₀/n_дв=4024/3000=1,34

По расчётам в программе Компас

Выбираем ремень ГОСТ 1284.1-89 диаметр ведущего шкива 140мм

Ведомого - 100мм, длинна ремня 3550мм, межосевое расстояние 1586мм,

2. Подбор чисел зубьев колёс

=0,5

Минимальное предельное значение Z=24 18

3. Уравнения кинематического баланса

Составим уравнения кинематического баланса, предварительно приняв об/мин.

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

4. Выбор электродвигателя

4.1Мощность двигателя

Где - общий КПД коробки.

- ременной передачи;

- зубчатого зацепления;

- подшипников качения;

= 19.2173 кВт

Из таблицы берём двигатель АИР 180S2

Характеристики двигателя: N=22кВт, n=3000 об/мин,

4.3 Расчёт крутящих моментов валов

Для вала «0»:

об/мин

Для вала «1»:

об/мин

Для вала «2»:

об/мин

Для вала «3»:

об/мин

5. Расчет модулей прямозубых колес

5.1 Расчет зацепления между валами «0-1»

Где - передаточное число.

(Таблица 4.41, [1]) - коэффициент формы зуба;

(Таблица 4.21, [1]) - допустимое напряжение изгиба;

(Таблица 4.11, [1]) - степень точности;

(Таблица 4.21, [1]) - допустимые контактные напряжения;

- число зубьев шестерни;

- динамический коэффициент;

- коэффициент перегрузки;

- коэффициент неравномерности нагрузки;

- коэффициент характера нагрузки;

Где - коэф. использования мощности;

- коэф., характеризующий работу передачи на разных частотах вращения;

Т= 20000 ч. - долговечность работы;

Х=4 - число передач в элементарной коробке;

- количество циклов перемены напряжений в материале зуба.

Принимаем К=1.

Рассчитаем модуль с учётом предельного напряжения изгиба.

мм

Принимаем мм.

Рассчитаем модуль с учётом предельных контактных напряжений.

Принимаем для зацепления «0-1» m = 2 мм.