- •В.Н. Евстигнеев, м.А. Китаева, б.В. Устинов расчет и конструирование приводов главного движения металлорежущих станков
- •150400.65 «Технологические машины и оборудование»
- •Оглавление
- •Предисловие
- •1. Задачи, тематика и организация курсового проектирования
- •1.1. Задачи и требования к курсовой работе
- •1.2. Тематика и содержание курсовых работ
- •1.3. Указания к написанию разделов пояснительной записки
- •Введение
- •Современные тенденции развития станков
- •Разработка технологического процесса обработки детали на станке
- •Разработка кинематической схемы привода главного движения
- •Технические расчеты деталей привода
- •Выбор системы смазки привода
- •Заключение
- •1.4. Требования к оформлению пояснительной записки
- •Общие положения
- •Оформление пояснительной записки
- •Формулы и уравнения
- •Иллюстрации и рисунки
- •Оформление таблиц
- •Описание библиографического списка
- •1.5. Требования к оформлению графических материалов
- •Указания к оформлению чертежа общего вида
- •Указания к оформлению сборочного чертежа
- •Указания к оформлению чертежа детали
- •Указания к оформлению кинематической схемы
- •1.6. Организация выполнения курсовой работы
- •2. Методические материалы для обоснования конструкции привода главного движения
- •2.1. Электродвигатели
- •С разными режимами работы
- •Численные значения технических характеристик электродвигателя аирм132м4 при изменении частоты тока от 50 до 125 Гц
- •Конструктивные исполнения по способу монтажа двигателей серий аи, 5а, 6а, адчр
- •2.2. Проектрование кинематической схемы привода главного движения
- •2.2.1. Разработка кинематики привода со ступенчатым регулированием частоты вращения
- •2.2.2. Разработка кинематики привода с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя
- •2.3. Определение диаметров валов коробки скоростей
- •Механические характеристики сталей
- •Номинальные размеры цилиндрических концов валов
- •Допускаемые номинальные напряжения [σИ] для валов
- •Коэффициенты Kσ и Kτ в ступенчатом переходе с галтелью
- •Коэффициенты Kσ и Kτ для шпоночного паза
- •Коэффициенты Kσ и Kτ для шлицев и резьбы
- •Отношения Kσ/Kdσ и Kτ/Kdτ для посадки деталей на вал с натягом
- •Коэффициенты Kdσ и Kdτ
- •Коэффициенты kFσ и kFτ
- •Коэффициент kv
- •Уравнения упругой линии, максимальные прогибы и углы поворота двухопорных балок
- •Допустимые углы поворота сечения и прогибы вала
- •2.4. Шпоночные и шлицевые соединения
- •Номинальные размеры призматических шпонок (гост 23360-78)
- •Номинальные размеры сегментных шпонок (гост 8794)
- •Размеры прямобочных шлицевых соединений, мм
- •Предпочтительный размерный ряд эвольвентных шлицевых соединений (гост 6033-80)
- •50×2×9H/9gГост 6033-80.
- •50H7/g6×2×h9/g9 гост 6033-80.
- •Допускаемые напряжения [σ]см для неподвижных соединений
- •2.5. Выбор уплотнений опор качения
- •Применение уплотнений опор качения
- •Размеры лабиринтных уплотнений, мм
- •Размеры манжетных уплотнений для валов (гост 8752-79), мм
- •2.6. Выбор системы смазки
- •Предельная быстроходность шпиндельных узлов для различных систем смазки
- •Основные эксплуатационные характеристики масел на нефтяной основе
- •2.7. Шпиндельные узлы с опорами качения
- •Технические характеристики шпиндельных узлов
- •Значения коэффициентов k1, k2, k3 и осевой жесткости j0 для комплексных опор
- •Предварительный натяг шариковых радиально-упорных подшипников, н
- •2.8. Зубчатые передачи
- •2.8.1. Общие сведения о зубчатых передачах
- •Материалы и виды термообработки для изготовления зубчатых колес
- •Рекомендации применения зубчатых колес по нормам плавности
- •Модуль зубьев по гост 9563-80
- •Геометрические параметры цилиндрических передач внешнего зацепления без смещения, мм
- •Число зубьев шестерни
- •Формулы для расчета сил в зацеплении
- •2.8.2. Расчет зубчатых передач
- •Расчет модулей зубчатых передач по критерию изгибной прочности
- •Пределы выносливости σFlimb, σНlimb и коэффициенты безопасности sf, sh при расчете на контактную и изгибную прочность
- •Показатели степени кривой усталости qF, qН и коэффициенты приведения μF, μН
- •Коэффициенты расчетной нагрузки
- •Коэффициенты kFβ и kНβ
- •Коэффициенты kfv и kнv динамической нагрузки
- •Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач на выносливость при изгибе
- •Проверочный расчет на контактную выносливость зубьев
- •Базовое число циклов nHlim
- •2.8.3. Конструкция зубчатых колес
- •2.9. Ременные передачи
- •Основные характеристики ременных передач
- •2.9.1. Клиноременная передача
- •Характеристики сечений импортных клиновых ремней
- •Длина клинового ремня
- •2.9.2. Поликлиновая передача
- •Поликлиновые отечественные ремни, изготавливаемые серийно
- •Параметры сечений поликлиновых ремней импортного производства по din 7867
- •Поликлиновые импортные ремни, изготавливаемые серийно
- •2.9.3. Зубчатоременная передача
- •Резиновые зубчатые литьевые ремни, изготавливаемые серийно
- •Основные типоразмеры выпускаемых зубчатых ремней импортного производства
- •2.9.4. Определение кинематических и геометрических параметров ременных передач Передаточное число ременной передачи
- •Сечения клиновых ремней
- •Модуль зубчатого ремня и число зубьев шкивов
- •Параметры зубчатоременных передач
- •Диаметры шкивов и скорость ремня
- •Угол обхвата
- •Межосевое расстояние и расчетная длина ремня
- •2.9.5. Методика расчета ременных передач по тяговой способности
- •Клиноременная передача
- •Параметры для определения Cl
- •Коэффициент режима нагрузки, Cp
- •Поликлиновая передача
- •Параметры клиновых ремней
- •Зубчатоременная передача
- •Силы, действующие на валы
- •Силы, действующие на валы
- •Расчет ременных передач на долговечность
- •2.9.6. Шкивы ременной передачи
- •Профиль шкива клиноременной передачи
- •Профиль ремня поликлиновой передачи
- •Профиль шкива зубчатоременной передачи
- •Основные размеры шкивов ременных передач
- •Способы натяжения ремней
- •Рекомендации по конструктивному расположению шкивов в приводе
- •3. Разработка кинематики привода подач
- •Коэффициент μ
- •4. Примеры проектирования приводов главного движения металлорежущих станков
- •С электродвигателем модели аир132м2
- •Параметры трех вариантов коробок скоростей
- •1. Разработка кинематической схемы привода
- •2. Расчёты для обоснования конструкции деталей привода
- •40×2×7H/7nГост 6033-80.
- •95×3×7H/7nГост 6033-80.
- •Параметры зубчатых передач привода
- •3. Проверочные расчеты деталей привода
- •Основные силовые характеристики зубчатых передач при работе с максимальным моментом
- •Коэффициенты расчетной нагрузки
- •Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач на выносливость при изгибе
- •Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость зубьев
- •Кинематические и силовые характеристики ременной передачи по кинематической схеме привода
- •Параметры сечения 11м клинового ремня
- •Проверочный расчет ременной передачи по тяговой способности
- •Основные размеры шкивов ременной передачи
- •Механические свойства сталей
- •Нагрузка, действующая на II вал коробки скоростей со стороны деталей привода
- •Расчет нормальных σ и касательных τ напряжений в опасных сечениях вала
- •Проверочный расчет вала по критерию статической прочности
- •Проверочный расчет вала по критерию усталости материала
- •Проверочный расчет эвольвентных шлицевых соединений
- •Проверочный расчет шлицевого соединения d – 8×36×40h7/h6×f10/e9
- •4. Расчет и обоснование параметров шпиндельного узла
- •Технические характеристики шпиндельного узла
- •Расчет жесткости опор шпинделя
- •Расчет шпинделя на жесткость
- •Геометрические параметры деталей привода
- •Режимы обработки
- •Расчет потерь в электродвигателе при заданной мощности
- •Список рекомендуемой литературы
Предпочтительный размерный ряд эвольвентных шлицевых соединений (гост 6033-80)
Номинальный диаметр D, мм |
Число зубьев zприm |
Номинальный диаметр D, мм |
Число зубьев zприm | |||||||
0,8 |
1,25 |
2 |
3 |
3 |
5 |
8 | ||||
Ряд 1 |
Ряд 2 |
Ряд 1 |
Ряд 2 | |||||||
20 |
– |
23 |
14 |
– |
– |
85 |
– |
27 |
15 |
– |
– |
22 |
26 |
16 |
– |
88 |
28 |
16 | |||
25 |
– |
30 |
18 |
90 |
– |
28 |
16 | |||
– |
28 |
34 |
21 |
– |
92 |
29 |
17 | |||
30 |
– |
36 |
22 |
95 |
– |
30 |
18 | |||
– |
32 |
38 |
24 |
– |
98 |
31 |
18 | |||
35 |
– |
– |
26 |
16 |
100 |
– |
32 |
18 | ||
– |
38 |
29 |
18 |
– |
105 |
34 |
20 | |||
40 |
– |
30 |
18 |
110 |
– |
35 |
20 | |||
– |
42 |
32 |
20 |
120 |
– |
38 |
22 | |||
45 |
– |
34 |
21 |
– |
130 |
42 |
24 | |||
– |
48 |
37 |
22 |
140 |
– |
45 |
26 | |||
50 |
– |
38 |
24 |
– |
150 |
48 |
28 | |||
– |
52 |
40 |
24 |
160 |
– |
52 |
30 |
18 | ||
55 |
– |
– |
26 |
17 |
– |
170 |
55 |
32 |
20 | |
– |
58 |
28 |
18 |
180 |
– |
58 |
34 |
21 | ||
60 |
– |
28 |
18 |
– |
190 |
62 |
36 |
22 | ||
– |
62 |
30 |
19 |
200 |
– |
– |
38 |
24 | ||
65 |
– |
31 |
20 |
– |
210 |
40 |
25 | |||
– |
68 |
32 |
21 |
220 |
– |
42 |
26 | |||
70 |
– |
34 |
22 |
240 |
– |
46 |
28 | |||
– |
72 |
34 |
22 |
– |
250 |
48 |
36 | |||
75 |
– |
36 |
24 |
260 |
– |
50 |
31 | |||
– |
78 |
38 |
24 |
– |
280 |
54 |
34 | |||
80 |
– |
38 |
25 |
300 |
– |
58 |
36 | |||
– |
82 |
40 |
26 |
– |
320 |
62 |
38 |
Центрирование зубьев в этом случае выполняется, как правило, по боковой поверхности, но в отдельных случаях возможен вариант центрирования по наружному диаметру вала. Для параметра sрекомендуются посадки 7H/7n, 7H/8p, 9H/8k, 9H/7f, 9H/9h, 9H/9g. Если центрирование по наружному диаметру, то рекомендуемые посадкиH7/n6,H7/g6,H7/f7,H7/js6,H7/n6.
Пример обозначения шлицевого соединения с эвольвентным профилем для диаметра вала 50 мм, модулем равным 2 мм, с центрированием по боковым поверхностям зубьев с посадкой 9H/9g:
50×2×9H/9gГост 6033-80.
Для этого же соединения, но с центрированием по наружному диаметру вала с посадкой H7/g6, обозначение выглядит следующим образом:
50H7/g6×2×h9/g9 гост 6033-80.
Технический расчет шлицевых соединений выполняется в форме проверочного расчета на смятие боковых граней независимо от типа соединения по формуле:
,
где MK– передаваемый крутящий момент, Нм;z– число шлиц;l– длина соединения, мм;h– высота поверхности контакта шлицев, мм; ψ = 0,7…0,8 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями и по длине зуба, еслиl ≤ 1,5d;dСР– средний диаметр соединения.
Параметры dСРиh– зависят от типа шлицевого соединения. Для прямобочных шлицевых соединенийdСР = (D + d)/2,h = (D – d)/2 – 2C, для эвольвентных –dСР=d,h = m.
Рекомендуемые значения допустимых напряжений [σ]СМприведены в табл. 2.19.
Таблица 2.19