Расчет коробки подач горизонтально-расточного станка (стр. 1 из 4)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет механический
Кафедра "Металлорежущиестанки и системы"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По предмету: "Оборудование и транспорт механообрабатывающих цехов"
на тему: "Расчет коробки подач горизонтально-расточного станка"
ПК.04.29.72.00.000.ПЗ
Выполнил:
студент гр. МС 02-б Меляновский И.В.
Консультант
Доц. Цокур В.П
Нормоконтролер ЦокурВ.П
Донецк 2006
РЕФЕРАТ
Курсовой проект: 28 с., 4 табл., 5 рис., 8 источников, 3 приложения.
Объект исследования – коробка подач горизонтально-расточного станка.
В курсовом проекте выбран электродвигатель, определены передаточные отношения каждой ступени коробки, а также мощности, крутящие моменты, частоты вращения каждого вала. Рассчитаны модули для каждой передачи. Определены основные размеры зубчатых колес. Спроектированы передачи и проведен расчет выходного вала, так как он является наиболее нагруженным. Выбрана система смазки и смазочный материал деталей станка. Выбраны электромагнитные муфты и подшипники качения, а также выбраны и рассчитаны шпоночные соединения. Выполнены чертежи развертки коробки подач, общего вида горизонтально-расточного станка, кинематическая схема и график подач.
СТАНОК, ВАЛ, ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, ПОДШИПНИК, ПОДАЧА, СУППОРТ, СИСТЕМА СМАЗКИ.
ЗАДАНИЕ
Спроектировать механическую коробку подач горизонтально-расточного станка.
Исходные данные:
Основной размер станка: d=160мм.
Знаменатель геометрической прогрессии: φ=1,41.
Вес подвижных частей 100 кг.
Шероховатость поверхности, обрабатываемой на данном станке: Ra=2.5мкм.
Предельные значения подачи: Smin =0,05мм/об, Smax =5мм/об.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обоснование выбора предельных режимов резания
2. Определение диапазона регулирования подач
3. Выбор структурной формулы коробки подач
4.Выбор чисел зубьев зубчатых колес коробки подач
5. Расчет эффективной мощности коробки подач
6. Расчет модулей зубчатых колес
7. Определение параметров зубчатых колес
8. Определение параметров валов
8.1 Уточненный расчет вала
8.2 Расчет вала на усталость
9. Выбор элементов передающих крутящий момент
10. Выбор подшипников
11. Определение системы смазки обеспечивающих заданную точность обработки
Заключение
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время наблюдается тенденция на повышение уровня автоматизации производственных процессов. В производство все более внедряется автоматизированное оборудование, работающее без непосредственного участия человека или значительно облегчающее труд рабочего. Это позволяет значительно сократить трудоемкость производственного процесса, снизить себестоимость выпускаемой продукции, увеличить производительность труда. Поэтому главная задача инженеров—разработка автоматизированного оборудования, расчет его основных узлов и агрегатов, выявление наиболее оптимальных технических решений и внедрение их в производство.
Целью данного курсового проекта является разработка механической коробки подач горизонтально-расточного станка, переключение передач в которой осуществляется при помощи механики.
Привод подач предназначен для сообщения рабочего движения инструменту при обработке и изменения скорости его движения при неизменной частоте вращения шпинделя. Крутящий момент передается коробке подач от электродвигателя через коробку скоростей. После прохождения через коробку подач крутящий момент передается ходовому валу а от ходового вала – фартуку, в котором крутящий момент и частота вращения окончательно преобразуются до требуемых значений зубчатой шестерни реечной передачи обеспечивающей требуемую скорость движения суппорта.
Расчет коробки подач включает определение диапазона регулирования подач, построение структурной сетки и в соответствии с ней графика подач и кинематической схемы, определение чисел зубьев зубчатых колес коробки, определения передаточного отношения постоянной передачи фартука, определения требуемой эффективной мощности коробки подач, определения модулей и параметров зубчатых колес, определение параметров валов и уточненный расчет на усталость самого нагруженного вала, выбор шпоночных или шлицевых соединений передающих крутящий момент, выбор подшипников опор валов, выбор системы смазки, расчет динамических характеристик обеспечивающих заданную точность обработки.
1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ.
Определяем предельные значения размеров обрабатываемой заготовки.
Наибольший рекомендуемый диаметр растачивания обрабатываемой детали:
Dmax=320 мм
Наименьший диаметр обрабатываемой детали:
Dmin=0.2D=0.2•320=64 мм.
Определим режимы обработки и соответствующие им способы обработки. В качестве исходного материала при выборе режимов обработки принимаем сталь 45 σв=600 мПа, и чугун СЧ (НВ160).
Принимаем 6 видов операций возможных на данном станке и для них, в соответствии с рекомендацией (1), выберем значения режимов обработки в соответствии с видом обработки и материалом режущего инструмента. Полученные данные заносим в таблицу 1.
Определим значение скорости по формуле:
где Т=30-60 мин – среднее значение стойкости инструмента;
x,y,m – показатели степени;
Kv = KmyKnvKuv
Где Kmy – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;
Knv – коэффициент учитывающий состояние поверхности;
Kuv – коэффициент учитывающий материал инструмента;
S – подача станка, мм/об
t – глубина резания, мм
Таблица 1 – Режимы резания при различных способах обработки.
| Видобработки | Материалрежущегоинструм. | Сталь 45 | Чугун СЧ140 | ||||||||||
| черновая | чистовая | черновая | чистовая | ||||||||||
| v | t | s | v | t | s | v | t | s | v | t | s | ||
| Развертывание | Т5К10 | 105 | 4 | 0,4 | 120 | 0,5 | 0,14 | 87 | 3 | 0,28 | 103 | 0,35 | 0,1 |
| Растачивание | Т5К10 | 63 | 2 | 0,2 | 85 | 0,3 | 0,1 | 49 | 2 | 0,2 | 60 | 0,2 | 0,1 |
| Отрезание | Т15К6 | 45 | 4 | 0,28 | - | - | - | 32 | 4 | 0,14 | - | - | - |
| Сверление | Р6М5 | 30 | 5 | 0,56 | - | - | - | 25 | 5 | 0,4 | - | - | - |
| Зенкерование | Р6М5 | 15 | 0,8 | 3,55 | - | - | - | 10 | 0,8 | 2,5 | - | - | - |
| Резьбонарез. | Р6М5 | 40 | 0,5 | 4,8 | 45 | 0,2 | 2,5 | 35 | 0,3 | 3,55 | 40 | 0,2 | 3,55 |
| Подрезка торца | Т5К10 | 70 | 2 | 0,8 | 174,6 | 0,3 | 0,56 | 55 | 2 | 0,4 | 98 | 0,7 | 0,2 |
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАПАЗОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧ
Определяем диапазон регулирования подач по формуле:
где минимальное значение подачи принимаем Smin=0.05мм/об принимаем с учетом заданной шероховатости обработанной поверхности.
Определяем число ступеней коробки подач:
Принимаем Z=15.
3. ВЫБОР СТРУКТУРНОЙ ФОРМУЛЫ КОРОБКИ ПОДАЧ
По числу ступеней коробки подач и знаменателю геометрической прогрессии φ=1,41 из таблицы 5.1 (2, с.24) выбираем вид структуры БIII-1. При этом структурная формула имеет вид: Z= 3•(0+2+3)
По рисунку 5.5 (2, с. 28) выбираем типовую кинематическую схему привода:
Рисунок 3.1 – Типовая кинематическая схема привода.
По таблице 5.1 выбираем следующие параметры коробки подач:
КШ=20 – число шестерен коробки;
КВ=5 – количество валов коробки подач;
Zкц=6 – количество ступеней подачи передаваемых по короткой кинематической цепи;
В соответствии со знаменателем прогрессии φ=1,41 выбираем стандартный ряд подач:0,05; 0,071; 0,1;0,14;0,2;0,28;0,4;0,56;0,8;1,12;1,6;2,24;3,15;4,5;5.
Строим структурную сетку и график подач по полученным данным.
Рисунок 3.2 – Структурная сетка коробки подач.
Рисунок 3.3 – График подач горизонтально-расточного станка.
Определяем передаточное отношение постоянной передачи фартука редуктора суппорта. Зная передаточные отношения, соответствующие наименьшему значению подачи из графика подачи Smin=0.05мм/об, и приняв число зубьевзубчатой шестерни реечной передачи Zш.р.=11, модуль m=5мм, получим выражение для определения передаточного числа постоянной передачи фартука суппорта:
откуда определим:
Передаточное число постоянной передачи:
Структурная сетка и график подач приведены на рисунках 3.2 и 3.3.
4.ВЫБОР ЧИСЕЛ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС КОРОБКИ ПОДАЧ
Исходя из найденных по графику подач передаточных отношений а также из кинематической схемы коробки определяем числа зубьев зубчатых колес. Например между Iи II валами передаточные отношения i1=1, i2=0.709, i3=0,503. По таблице 6 (3, с. 102-103) определяем числа зубьев Z1=24, Z2=24, Z3=20, Z4=28, Z5=16, Z6=32. Аналогично определяем числа зубьев всех остальных передач по их передаточным отношениям, полученные числа зубьев заносим в таблицу 4.1.