Министерство
образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
Институт машиностроения
Кафедра «Технологические машины и оборудование автоматизированных производств»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА С ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ
1. Исходные данные 5
2. Обоснование выбора двигателя и кинематической схемы коробки скоростей (КС) 5
2.1. Построение требуемых нагрузочных характеристик привода 5
2.2. Выбор двигателя и структуры КС 6
Рис. 2.4. Кинематическая схема привода 11
3. Расчеты по выбору параметров зубчатых передач 11
3.1. Определение чисел зубьев зубчатых колес 11
3.2. Определение частот вращения электродвигателя, валов и шпинделя 12
3.3. Определение модуля зубчатых колес 13
3.4. Расчет межосевых расстояний и диаметров колес 14
3.5. Расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления 16
4. Разработка конструкции коробки скоростей 17
4.1. Электродвигатели и способы их соединения с КС 17
4.2. Зубчатые колеса 18
4.3. Валы 18
4.4. Шпоночные и шлицевые соединения 19
5. Определение расчетных нагрузок 20
5.1. Расчет мощности холостого хода и КПД привода 20
5.2. Определение расчетных частот вращения и моментов на валах для расчета на прочность 22
5.3. Определение усилий в зубчатых передачах 22
6. Расчеты деталей на прочность и жесткость 23
6.1. Расчет цилиндрических зубчатых передач 23
6.2. Расчеты по валам и их опорам 26
6.3. Расчет шлицевых и шпоночных соединений 29
8. Конструирование и расчет шпиндельного узла 34
8.1. Выбор основных параметров 34
8.2. Особенности конструкции 35
8.3. Расчет жесткости шпинделя токарного станка 35
8.5. Расчет долговечности подшипников шпинделя 37
1. Исходные данные 5
2. Обоснование выбора двигателя и кинематической схемы коробки скоростей (КС) 5
2.1. Построение требуемых нагрузочных характеристик привода 5
2.2. Выбор двигателя и структуры КС 6
Рис. 2.4. Кинематическая схема привода 11
3. Расчеты по выбору параметров зубчатых передач 11
3.1. Определение чисел зубьев зубчатых колес 11
3.2. Определение частот вращения электродвигателя, валов и шпинделя 12
3.3. Определение модуля зубчатых колес 13
3.4. Расчет межосевых расстояний и диаметров колес 14
3.5. Расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления 16
4. Разработка конструкции коробки скоростей 17
4.1. Электродвигатели и способы их соединения с КС 17
4.2. Зубчатые колеса 18
4.3. Валы 18
4.4. Шпоночные и шлицевые соединения 19
5. Определение расчетных нагрузок 20
5.1. Расчет мощности холостого хода и КПД привода 20
5.2. Определение расчетных частот вращения и моментов на валах для расчета на прочность 22
5.3. Определение усилий в зубчатых передачах 22
6. Расчеты деталей на прочность и жесткость 23
6.1. Расчет цилиндрических зубчатых передач 23
6.2. Расчеты по валам и их опорам 26
6.3. Расчет шлицевых и шпоночных соединений 29
8. Конструирование и расчет шпиндельного узла 34
8.1. Выбор основных параметров 34
8.2. Особенности конструкции 35
8.3. Расчет жесткости шпинделя токарного станка 35
8.5. Расчет долговечности подшипников шпинделя 37
1.Исходные данные (ИД)
2. Обоснование выбора двигателя и кинематической схемы коробки скоростей …………………………………………………………………………….7
3. Расчеты по выбору параметров зубчатых передач 11
4. Разработка конструкции коробки скоростей 15
5. Определение расчетных нагрузок 19
6. Расчеты деталей на прочность и жесткость 21
7. Проектирование механизмов переключения блоков .30
8. Конструирование и расчет шпиндельного узла 32
Введение
Важнейшей задачей станкостроения является повышение эффективности и технического уровня металлорежущих станков. Во многом это обеспечивается за счет оптимального проектирования привода главного движения. В большинстве современных станков главный привод осуществляет вращательное движение инструмента (или обрабатываемого заготовки) и состоит из регулируемого в широком диапазоне частот вращения электродвигателя в сочетании с коробкой скоростей на 2…4 механические ступени.
В настоящей работе рассмотрены методы рационального конструирования приводов главного движения, применяемые при проектировании и модернизации станков. Их изучение необходимо для студентов специальности 42712/2, приступающих к курсовому и дипломному проектированию.
Для наглядности методика проектирования иллюстрируется сквозным примером расчета главного привода многоцелевого станка для обработки корпусных деталей с размером стола 500х500 мм.
1. Исходные данные
Для рассматриваемого привода многоцелевого станка исходные данные приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Требуемые нагрузочные характеристики на шпинделе
Частота вращения шпинделя, мин-1 |
Мин. |
|
|
|
|
|
|
Макс. |
10 |
25 |
50 |
100 |
200 |
315 |
630 |
1750 |
|
Крутящий момент на шпинделе, Нм |
2500 |
2200 |
2500 |
2300 |
1000 |
500 |
300 |
100 |
Мощность, кВт |
2,6 |
5,8 |
13,1 |
23,8 |
21 |
16,4 |
19,6 |
18,4 |
.