Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Поволжский государственный технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Записка металлорежущие станки

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

03.05.2015

Размер:

732.02 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации Поволжский государственный технологический университет Механико-машиностроительный факультет

Кафедра МиМ

Проектирование коробки скоростей токарно-винторезного станка

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине:

«металлорежущие станки»

Выполнил: Ст-т гр. ТМП-41 Гизатуллин Т.М.

Проверил: Водоватов В.А.

Йошкар-Ола, 2014

Определение знаменателя

z 1	nmax	;	15 1	1600	1,26

	nmin		63

где z – число скоростей; nmax – максимальная частота вращения; nmin – минимальная частота вращения;

Подбор электродвигателя

Мощность резания рассчитывается по формуле:

N Pz vчер

60 1020

Сила резания рассчитывается по формуле:

Pz 10 C p t x S y vn K p

Скорость чернового резания при наружном продольном и поперечном точении:

vчер	Cv		Kv
	T m t x	S y

По рекомендациям [3] принимаем Т=60мин, t=2мм, S=1,4мм. Значения коэффициентов Сv,

показателей степени х, у и m приведены в таб.17 [3].

Сv = 340; х = 0,15; у = 0,45; m = 0,2.

Коэффициент Кv является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки КМv (таб.1 и 2 [3]), состояния поверхности КПv (таб.5 [3]), материала инструмента КИv (таб.6 [3]).

К		K			750	nv	1
	Мv		Г
					В

K Г		- коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости;
КПv = 0,9;				КИv = 1,15; Кv = 1,035;
vчер		= 117 м/мин.

Поправочный коэффициент КР, представляет собой произведение:

KP KMP K P K P K P KrP

Значения коэффициентов СР, показателей степени х, у и n приведены в таб.22 [3].

СР = 300; х = 1; у = 0,75; n =-0,15.

К MP - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

K P , K P , K P , KrP - коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие части резания;

К MP	= 1,0; K P = 1,0;		K P = 1,0;	K P = 1,0; KrP = 1,0; K P = 1,0
Pz = 3553,4Н.
N	3553.4 117	7.23 кВт.
N	60 1020	7.23 кВт.
	60 1020

Из таб. 3.1 [4] выбираем электродвигатель 4А132S4Y3. n = 1455 об/мин; N = 7,5 кВт.

1.Структурная сетка и график частот вращения.

Разбиваем число скоростей z = 15 на группы. z = 4[1] 2[4] 2[7]

Проведем проверку возможности конструктивного исполнения коробки скоростей: U ( pu 1) xu = 1,26(2-1)7 = 5,04 < 8,

т.е. конструктивное исполнение возможно.

Структурная сетка коробки скоростей:

4[1]

2[4]

2[7]

z=4[1]2[4]2[7]

График частот вращения (n0 = 1455 об/мин):

										u1	u2	u	u
												3	4
								u5					u6
													u6
			u7											u8
														u8
63	80	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800 1000		1250	1600
		2. Определение чисел зубьев колес

Первая ступень:


U1	1			1				1		;		f1+g1=1+2=3;
U1	3			1,263				2		;		f1+g1=1+2=3;
	3			1,263				2
U 2		1			1				7		;	f2+g2=7+11=18;
U 2	2			1,262				11			;	f2+g2=7+11=18;
	2			1,262				11
U3	1			1			4	;				f3+g3=4+5=9;
U3						5		;				f3+g3=4+5=9;
			1,26			5

U 4				1	;				f4+g4=1+1=2;
U 4					;				f4+g4=1+1=2;
			1
k =18;									2z0 = 18E
E						zmin ( f x				g x )			17 (1 2)					2,83 ;	E			3;			2z0 = 54;
E	min																	2,83 ;	E			3;			2z0 = 54;
	min								k	f x				18 1					min
									k	f x				18 1
Z		54					1		18 ;			Z /		54		2	36 ;		Z		54			7	21;	Z /	54	11	33
	1		3								1				3					2			18			2	18
			3												3								18				18
Z		54						4	24 ;			Z /		54	5		30		Z			Z '	27 ;
Z	3	54							24 ;			Z /		54			30		Z	4		Z '	27 ;
	3		9								3				9					4		4
			9												9
Вторая ступень:
2z0 =70;
Z	5	20 ;							Z /		50 ;			Z	6		Z / 35 ;
	5									5					6		6
Третья ступень:
2z0 =90;
Z	7	18 ;							Z /		72 ;			Z	8		50 ;		Z	/		40 ;
	7									7					8					8

3.Определение действительных частот вращения.

n		n			i				Z7				Z5			Z1		1455 0,859				18				20						18				62,5об / мин
n		n	э / дв.		i	p			Z /				Z /			Z /		1455 0,859																		62,5об / мин
1			э / дв.			p			Z /				Z /			Z /				72 50 36
									7				5		1
проверка: n											nтеор nд								100%	62,5 63								100 0,8% 10 1 2,6%
проверка: n																			100%									100 0,8% 10 1 2,6%
							1							nтеор						62,5
														nтеор						62,5
n		n			i					Z7				Z5			Z2		1455 0,859					18					20					21			79,5об / мин
n	2	n		э / дв.	i	p				Z /				Z /			Z /		1455 0,859																		79,5об / мин
	2			э / дв.		p				Z /				Z /			Z /			72 50 33
									7				5		2
проверка: n												nтеор nд							100%		79,5 80							100 0,63% 10 1 2,8%
проверка: n								2						nтеор					100%	79,5								100 0,63% 10 1 2,8%
								2

n		n			i				Z7				Z5			Z3		1455 0,859					18				20						24				99,99об / мин
n		n	э / дв.		i	p			Z /				Z /			Z /		1455 0,859																			99,99об / мин
3			э / дв.			p			Z /				Z /			Z /				72 50 30
									7				5		3
проверка: n												nтеор nд							100%		99,99 100									100 0,01% 10 1 2,6%
проверка: n								3						nтеор					100%	99,99										100 0,01% 10 1 2,6%
								3

n		n			i					Z7				Z5			Z4		1455 0,859						18			20							27		124,98об / мин
n	4	n		э / дв.	i	p				Z /				Z /			Z /		1455 0,859																		124,98об / мин
	4			э / дв.		p				Z /				Z /			Z /			72 50 27
									7				5		4
проверка: n												nтеор nд							100%	124,98 125											100 0,016% 10 1 2,6%
проверка: n								4						nтеор					100%		124,98										100 0,016% 10 1 2,6%
								4

n		n			i				Z7							Z6					Z1		1455 0,859					18						35									18						156,23об / мин
n	5	n	э / дв.		i	p			Z /							Z /					Z /		1455 0,859																										156,23об / мин
	5		э / дв.			p			Z /							Z /					Z /			72 35 36
										7						6		1
проверка: n													nтеор nд										100%	156,23 160																	100 2,41% 10 1 2,6%
проверка: n								5									nтеор						100%	156,23																	100 2,41% 10 1 2,6%
								5

n		n			i				Z7							Z6					Z2		1455 0,859			18								35									21						198,8об / мин
n	6	n	э / дв.		i	p			Z /							Z /					Z /		1455 0,859																										198,8об / мин
	6		э / дв.			p			Z /							Z /					Z /			72 35 33
										7						6		2
проверка: n													nтеор nд										100%	198,8 200															100 0,1% 10 1 2,6%
проверка: n								6									nтеор						100%	198,8															100 0,1% 10 1 2,6%
								6

n		n			i				Z7							Z6					Z3		1455 0,859							18					35										24							249,97об / мин
n	7	n	э / дв.		i	p					/					Z /					Z /		1455 0,859																													249,97об / мин
	7		э / дв.			p			Z		/					Z /					Z /			72 35 30
										7						6		3
проверка: n													nтеор nд										100%	249,97 250																		100 0,012% 10 1 2,6%
проверка: n								7									nтеор						100%	249,97																		100 0,012% 10 1 2,6%
								7

n		n			i				Z7							Z6				Z4			1455 0,859						18					35										27						312,5об / мин
n		n			i				Z /							Z /							1455 0,859																											312,5об / мин
8			э / дв.			p			Z /							Z /					Z /			72 35 27
										7						6		4
проверка: n												nтеор nд											100%	312,5 315															100 0,8% 10 1 2,6%
проверка: n																							100%																100 0,8% 10 1 2,6%
								8									nтеор							312,5
																	nтеор							312,5
n		n			i				Z8							Z5			Z2				1455 0,859				50							20											21			397,7об / мин
n	9	n	э / дв.		i	p			Z /							Z /							1455 0,859																									397,7об / мин
	9		э / дв.			p			Z /							Z /					Z /			40 50 33
										8						5		2
проверка: n													nтеор nд										100%	397,7 400																100 0,58% 10 1 2,6%
проверка: n								9									nтеор						100%	397,7																100 0,58% 10 1 2,6%
								9

n		n			i					Z8							Z5					Z3	1455 0,859									50					20										24					499,94об / мин
n		n			i												Z /					Z /	1455 0,859																													499,94об / мин
10				э / дв.			p			Z		/					Z /					Z /		40										50											30
											8					5		3
проверка: n															nтеор nд								100%		499,94 500																				100 0,012% 10 1 2,6%
проверка: n																							100%																						100 0,012% 10 1 2,6%
								10									nтеор							499,94
																	nтеор							499,94
n		n			i					Z8							Z5					Z4	1455 0,859								50					20										27					624,925об / мин
n		n			i												Z /					Z /	1455 0,859																												624,925об / мин
11				э / дв.			p			Z		/					Z /					Z /		40										50											27
											8					5		4
проверка: n														nтеор nд									100%		624,925 630																						100 0,812% 10 1 2,6%
проверка: n																							100%																								100 0,812% 10 1 2,6%
								11									nтеор							624,925
																	nтеор							624,925
n		n			i					Z8							Z6					Z1	1455 0,859										50					35								18				781,15об / мин
n		n			i												Z /					Z /	1455 0,859																											781,15об / мин
12				э / дв.			p			Z		/					Z /					Z /		40										35											36
											8					6		1
проверка: n															nтеор nд								100%		781,15 800																	100 2,41% 10 1 2,6%
проверка: n																							100%																			100 2,41% 10 1 2,6%
								12									nтеор							781,15
																	nтеор							781,15

n	n		i			Z8		Z6				Z2	1455 0,859				50	35		21	994,2об / мин
n	n	э / дв.	i	p		Z /		Z /				Z /	1455 0,859								994,2об / мин
13		э / дв.		p		Z /		Z /				Z /		40				35		33
						8		6	2
проверка: n							nтеор nд						100%	994,2 1000					100 0,583% 10 1 2,6%
проверка: n													100%						100 0,583% 10 1 2,6%
					13			nтеор						994,2
								nтеор						994,2
n	n		i			Z8		Z6			Z3		1455 0,859			50		35		24	1249,845об / мин
n	n		i			Z /		Z /					1455 0,859								1249,845об / мин
14		э / дв.		p		Z /		Z /				Z /		40				35		30
						8		6	3
проверка: n							nтеор nд						100%	1249,845 1250							100 0,012% 10 1 2,6%
проверка: n													100%								100 0,012% 10 1 2,6%
					14			nтеор						1249,845
								nтеор						1249,845
n	n		i			Z8		Z6		Z4			1455 0,859		50			35		27	1562,3об / мин
n	n		i			Z /		Z /					1455 0,859								1562,3об / мин
15		э / дв.		p		Z /		Z /				Z /		40				35		27
						8		6	4
проверка: n							nтеор nд						100%	1562,3 1600						100 2,41% 10 1 2,6%
проверка: n													100%							100 2,41% 10 1 2,6%
					15			nтеор						1562,3
								nтеор						1562,3

4.Расчет модулей зубчатых передач.

Формулы для определения модуля стальных прямозубых колес:

3600

2.38 1012

k N

mизг. = 10

3 z y

2 n

;

mпов. =

1 n

;

доп

где изг = 350 МПа - допускаемое напряжение на изгиб (для Сталь 20Х цементированная,

закаленная);

доп				1	=	425	= 208 МПа - допускаемое напряжение на контактную нагрузку;
			k	n'		1.2 1.7

1		= 425 МПа - предел выносливости;
k	= 1.2 - коэффициент концентрации напряжений;

n’ = 1.7 - коэффициент запаса;

n – минимальная частота вращения шестерни при которой передается полная мощность; y = 0.11 – коэффициент формы зуба;

I – передаточное число;

= mb = 6 - коэффициент ширины зуба;

k1 и k2 – коэффициенты учитывающие изменения нагрузки на зуб шестерни по сравнению с её номинальным значением:

k1 k Д kпов 1 0.65 0.65

kд = 1 – динамический коэффициент, учитывает дополнительные нагрузки на зуб;

kпов = 0.65 – коэффициент долговечности шестерни (выбирается в зависимости от диапазона регулир-я);

k2 = kд =1.
Зацепление 18/36
φ3 = 2; n = 1250 об/мин;

mизг = 10 3			3600						1 7.5 0,97						0,82мм
mизг = 10 3		18 0,1 6 350													0,82мм
		18 0,1 6 350									1250

1				2 1		2.38 1012						0,82 7.5 0.97				2,25мм
mпов = 18	3			2 6			2082						1250			2,25мм
	3
Конструктивно назначаем m=2,5 мм
Зацепление 20/50
φ4=2,52;n = 630 об/мин;

mизг = 10 3			3600							1 7,5 0,97					0,99мм
mизг = 10 3			20 0,1 6 350												0,99мм
			20 0,1 6 350								630

1					2,52 1			2.38 1012					0,78 7,5 0.97				2,43мм
mпов = 20			3		2,52 6			2082						630			2,43мм
			3

Конструктивно назначаем m = 2,5мм

Зацепление 18/72

φ6 = 4; n = 630 об/мин;

mизг = 10 3			3600		1 7,5 0,97		2,22мм
		18 0,1 6 350				630
mпов =	1		4 1	2.38 1012		0,7 7,5 0,97		2,51мм
mпов =	18	3	4 6	2082		630		2,51мм
		3

Конструктивно назначаем m =3мм

5.Расчет валов коробки скоростей

кр

, где

9740

кр

0.2

кр

220МПа - допускаемое напряжение на кручение (для Сталь 20Х цементированная,

закаленная).

Ориентировочный расчет первого вала:

58,44 103

11мм , где

9740

7.5

58,44Н м

0,2 220

кр

1250

Конструктивно принимаем d1 = 25 мм;

Ориентировочный расчет второго вала:


			115,95 103							7,5
d	2	3			13,8мм ,	где	M	кр	9740		115,95Н м
d		3		220	13,8мм ,	где	M		9740		115,95Н м
		0,2								630
		0,2								630

Конструктивно принимаем d2 = 25 мм;

Ориентировочный расчет третьего вала:

			115,95 103								7,5
d	3	3				13,8мм ,	где	M	кр	9740		115,95Н м
d		3				13,8мм ,	где	M		9740		115,95Н м
		0,2			220						630
		0,2			220						630
Конструктивно принимаем d3 = 25 мм;
Ориентировочный расчет четвертого вала:

				456,56 103							7,5
d	4	3				21,8мм ,	где	M	кр	9740		456,56Н м
d		3				21,8мм ,	где	M		9740		456,56Н м
				0,2 220							160
				0,2 220							160

Конструктивно принимаем d4 = 40 мм;

Уточненный расчет третьего вала

I. Расчет на прочность:

Mкр= 9740 ·	N	= 9740 ·	7,5	= 115,95 Н·м;	α=20– угол зацепления для нормальных колес
	n		630

Fτ С =	2 M кр		=	2 115,95		= 1855 Н;			Fr С = FτC · tgα = 1855·tg20 =675 Н
Fτ С =		Dк	=	0,125		= 1855 Н;			Fr С = FτC · tgα = 1855·tg20 =675 Н
		Dк		0,125
Fτ D =	2 M кр		=	2 115,95		= 4293 Н;			Fr D = FτD · tgα = 4293·tg20 = 1562 Н
Fτ D =		DB	=	0.054		= 4293 Н;			Fr D = FτD · tgα = 4293·tg20 = 1562 Н
		DB		0.054
Скорректируем направления сил в соответствии с полученными знаками и построим эпюры
изгибающих моментов, чтобы выявить наиболее опасное сечение.
									F c
									F D
				А					С	D	В
									FrD
									Frc
						190			100	90
											У-У
								129Нм
										264,5Нм
										23,8 Нм
											Х-Х
								105,9 Нм
Mизг. С =		(Mизгx .С )2			(Mизгy .С )2		=	105,92	1292 = 167 Н·м;
Mизг. Д =		(Mизгx . Д )2			(Mизгy . Д )2		=	23,82 264,52 = 266 Н·м;
Видно, что сечение D наиболее опасно. Определим минимальный диаметр для опасного сечения

	M пр			, где
	W		p	, где
			p


					2662 0,75 115,952 = 284 H·м – приведенный момент для опасного
Mпр =		Mèçã2 0.75 M êð2 =

сечения;

W = 0.2·d3 – момент сопротивления;

[σр] = изг2 . 3 кр2 = 3502 3 2202 = 517,4 МПа – предельное напряжение.

284	517.4
0.2d 3
d 3	284	= 0,014 м
d 3	0.2 517.4	= 0,014 м
	0.2 517.4
Конструктивно принимаем d3 = 25 мм.
II. Расчет на жесткость:
			F С	F D
		А	С	D	В
			FrD
			FrС
		190
		290		90
			380
Определим прогиб в опасном сечении. В нашем случае опасное сечение D
Допустимое значении прогиба определяем по формуле:
		[y] ≤ 0,0002·L = 0,0002·380 = 0,076 мм
Прогибы в плоскостях x-x и y-y:

y X	yF C yFrD
D	D	D
yY	y F D y FrC
D	D	D

где

yDFrD

yDF D

FrD a2 b2

3 E I l

F D a2 b2

3 E I l

F	F	d b (l 2 d 2 b2 )
y C	C
D		6 E I l
		6 E I l

F	F d b (l 2	d 2	b2 )
y rC	rC
D	6 E I l
	6 E I l

	d 4		3.14 254		19165 мм4
I						– момент инерции ;
I	64		64			– момент инерции ;
	64		64
E = 2·105		H		- модуль упругости;

		мм2

a 290 мм; b 90 мм; d 190 мм; l 380 мм.

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
10.03.2016431.1 Кб143Занятие 6 Робот, следующий по линии.doc
#
11.03.2016318.46 Кб55Занятие 7 Вывод информации.doc
#
10.03.2016326.14 Кб81Занятие 7 Вывод информации.doc
#
10.03.2016123.39 Кб130Занятие 9 Компас HMC5883L, акселерометр-гироскоп MPU6050.doc
#
10.03.2016628.22 Кб87Занятие 9 Цифровые датчики.doc
#
03.05.2015732.02 Кб15Записка металлорежущие станки.pdf
#
03.05.20151.15 Mб24Записка металлорежущий инструмент.pdf
#
03.05.201538.91 Кб25Зачет ГУЛ.doc
#
11.11.201857.34 Кб3защита.doc
#
03.05.2015164.35 Кб76звукопоглощение.doc
#
03.05.2015136.7 Кб57Звукопоглощение2.doc