Машиностроение является основной частью научно-технического прогресса в различных отраслях народного хозяйства. Непрерывное совершенствование и развитие машиностроения, так как металлообрабатывающие станки вместе с другими видами технологического оборудования обеспечивают изготовление любых новых видов машин.
Совершенствование современных станков должно обеспечивать повышение скоростей рабочих и вспомогательных движений при соответствующем повышении мощности привода главного движения. Исключительное значение приобретает повышение надежности станков за счет насыщения их средствами контроля и измерения, а также введения в станки систем диагностирования.
Современные металлообрабатывающие станки обеспечивают высокую точность и качество поверхности образованных деталей. Ответственные поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с погрешностью в долях микрометров, а шероховатость поверхности не превышает сотых долей микрометра.
1. Определение основных технических характеристик станка
Основными техническими характеристиками фрезерного станка являются:
- ширина и длина рабочей поверхности стола BЧL;
- число ступеней частот вращения шпинделя Z;
- предельные Nmin и Nmax, а также промежуточные Пi частоты вращения шпинделя;
- мощность привода главного движения N.
1.1 Расчет и обоснование режимов резания
Определяем предельные расчетные диаметры режущего инструмента для фрезерного станка:
мм
мм
Назначаем предельные глубины резания tmax, tmin :
tmin = 0,5 мм — при черновой обработке латуни [1] стр. 201 табл. 35.
Tmax = 3,0 мм — при чистовой обработке стали [1] стр. 284 табл. 35.
Назначаем предельные значения подач Szmax, Szmax :
Smax = 0,38 мм — при черновой обработке легкообрабатываемых материалов [1] стр.284.
Smin = 0,09 мм — при чистовой обработке труднообрабатываемых материалов [1] стр. 284.
Предельные скорости резания
где Т = 180; CV = 332; X =0.1; Y = 0.4; U = 0.2; P=0; m=0,2; q=0,2
мм; B=50; z=8 при точении мягких сталей
где Т = 180; q=0,2; CV = 108; X = 0,06; Y = 0,3; m = 0,32; U=0,2; p=0
«Методики и технологии обработки деталей на станках с ЧПУ»…………….65 ...
... на основе станков с ЧПУ. Цель дипломного проекта является проектирование технологического процесса механической обработки детали «Шток ... объема механической обработки предусмотрено равномерное распределение припусков в заготовке. Не подвергающиеся механической обработки поверхности в детали ... согласно ГОСТ 3.1108-74, характеризуется коэффициентом закрепления операций: 1 < КЗ.О.< 10 - массовое и ...
мм; B=50; z=18 при точении чугуна
1.2 Определение частот вращения
Максимальная частота вращения шпинделя;
Принимаем стандартное значение мин -1 .
Минимальная частота вращения шпинделя;
;
Принимаем мин -1 ;
- Диапазон регулирования коробки скоростей;
Знаменатель геометрического ряда частот вращения:
где z- число ступеней частот вравчения z = 18
Принимаем стандартное значение: ц=1,26.
Промежуточные частоты вращения:
мин-1.
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
мин -1
1.3 Определение сил резания и эффективных мощностей
Определяем максимальную окружную силу резания Pz
[1] стр. 298
Cp = 825; t = 3,0 мм; x = 1; y=0,75; u=1,1; w=0,2; z=8;q=1,3
Кmр = (дb/750)n = (750/750)n = 1 0,9 =1
H
Определяем эффективную мощность резания Nэх .
Nэх = (Pz * х)/(6 * 104) = (3300 * 182)/(6 * 104) = 7,9 кВт.
Определение мощности привода главного движения:
Nnх = Nэх/(1,25 * ?х) = 7,9/(0.85 * 1.25) = 7,5 кВт.
Мощность Nns требуемая на подачу:
Nns = (0,15 ч 0,2) * Nnх = 0,2 * 7,5 = 1,5 кВт.
N = Nnх + Nns = 7,5 + 1,5= 9 кВт; n = 1460 мин -1
АИР 132S4
2. Кинематический расчет
2.1 Структурная формула привода
Составляем две структурные формулы:
1. z = 18= 3(1)Ч3(3)Ч2(9);
- Для каждой построим структурные сетки и выберем оптимальный вариант;
2. z = 18 =3(6)Ч3(2)Ч2(1);
2.2 Построение структурной сетки
Составляем две структурные формулы:
3. z = 18= 3(1)Ч3(3)Ч2(9);
- Для каждой построим структурные сетки и выберем оптимальный вариант;
4. z = 18 =3(6)Ч3(2)Ч2(1);
Вариант 1
Вариант 2
Выбираем оптимальный вариант№1
2.3 Кинематическая схема привода
По заданному числу частот вращения шпинделя z определяем структуру привода, при этом учитываем, что число передач в группе Р<=4.
При выполнении кинематической схемы необходимо пользоваться условными обозначениями по ГОСТ 2.770-68.
2.4 Построение графика частот вращения
Согласно выбранного оптимального варианта структурной сетки производим построение графика частот вращения шпинделя.
Заранее рассчитываем максимальные наклоны лучей при ц =1,26;
вверх на 3 интервала
вниз на 6 интервалов
2.5 Определение передаточных отношений и чисел зубьев колес
i1 =1/ц3=27/53; i6 =1/ц2=27/37;
- i2 =1/ц2=22/32;
- i7 = ц4=82/38;
- i3 =1/ц3=19/35; i8 = 1/ц6=19/69:
- i4 = 1/ц4 =16/38;
- i5 =ц2= 38/26;
- i2=z3/z9;
- i3=z2/z6;
- i4=z4/z10;
- z3+z9=z2+z6=z4+z10=?z=54;
- i5=z10/z13;
- i6=z7/z11;
- z13+z10=z11+z7=?z=64;
- i7=z14/z16; i8=z15/z17.
7 стр., 3169 слов
Привод технологической машины
... 7.5 кВт и частотой вращения 1000 об/мин и коэффициентом скольжением S=3,2%. Частота вращения вала электродвигателя(ведущий вал). n1 = nс (1 -)=1000 (1 - )= 968 об/мин 1.1 Расчет общего передаточного числа привода, распределение его ... определить по формуле: NHEi = µh N? Где µh - коэффициент эквивалентности определяемый по режиму работы из таблицы 3.1 (для легкого µh = 0.125); N? - суммарное число ...
3.
Расчет элементов привода
3.1 Расчет крутящих моментов
Определяем расчетную частоту вращения шпинделя:
Nр = Nmin 4vRn = 31,5 4v50,8 = 84 мин -1 .
Принимаем Nр = 80 мин -1 .
Составляем расчетную цепь:
N = 1460Ч27/53 Ч19/35Ч27/37Ч19/69 = 80 мин -1 .
Крутящий момент на валу электродвигателя:
- Тэ=9,55Ч103ЧNэ/nэ = 9,55Ч103Ч17/1460 = 111Нм;
Крутящий момент на валу II:
- ТкрII = 9,55Ч103Ч17/630 = 257 Нм;
Крутящий момент на валу III:
- ТкрIII = 9,55Ч103Ч17Ч 0,992/250 = 636Нм;
Крутящий момент на валу IV:
- ТкрIV = 9,55Ч103Ч0,993/100 = 1020Нм;
Крутящий момент на валу V:
- ТкрV = 9,55Ч103Ч0,993/80 = 1260Нм;
3.2 Расчет зубчатых передач
станок металлорежущий кинематический привод
В ыбор материала и термообработки зубчатых колес.
Выбираем для изготовления колес и шестерен материал сталь 40Х со следующими механическими характеристиками:
- а) термообработка — улучшение;
- б) НВк = 230…260;
- двк = 800 Н/ммІ;
- дтк = 590 Н/ммІ.
НВш = 260…280; двш = 950 Н/ммІ; дтш = 700 Н/ммІ.
Расчет ведем для зубчатой пары:
i7 =z15/z16 = 82/38 =2,15.
О пределение допускаемых напряжений.
Определяем базовые пределы контактной выносливости:
днlimbk = 2HB+70 = 2Ч260 + 70 = 590 H/ммІ.
днlimbk = 2HB+70 = 2Ч280 + 70 = 630 H/м.
Определяем допускаемые контактные напряжения:
- днр = днlimbk/SнЧКнL;
- Sн = 1,1;
- КнL = 6vNно/N??1;
- КнL =1,2.
днрк = 590/1,1Ч1,2 = 643 Н/ммІ;
- днрш = 630/1,1Ч1,2 = 687 Н/ммІ;
Определяем контактные напряжения изгиба:
- дFр = днlimbk/SFЧКFCЧ КFL;
- дFlimbk = 1,8HB = 1,8Ч260 = 468 Н/ммІ;
- дFlimbш = 1,8HB = 1,8Ч280 = 504 Н/ммІ;
- дFрк = 468/1,75Ч1Ч0,75 = 200 Н/ммІ;
дFрш = 504/1,75Ч1Ч0,75 = 216 Н/ммІ
Проектировочный расчет.
Определяем ориентировочное значение диаметра начальной окружности для шестерни z = 82; i > 1.
dw=kd3vТнЧКнв(u+1)/UЧШвdЧднр2=770Ч3v1020Ч1,3(2,15+1)/2,15Ч0,4ЧЧ6872 =360мм.
Определяем модуль:
m = dw/z =360/82 = 4,4мм.
Определяем модуль из расчета на выносливость:
m = Кm3vTFЧKFBЧYF/z2ЧШbdЧдFP = 133v1235Ч1,4Ч3,9/822Ч0,4Ч216 = 3мм.
Проверочный расчет
Определяем расчетное контактное напряжение:
- дн = zнЧzmЧzЕvWkt(u+1)/dwЧu;
- zн, zm, zЕ -коэффициенты, учитывающие форму сопряженных поверхностей, механические свойства сопряженных колес и суммарную длину контактной линии.
zн = 1.3; zm = 254; zЕ = 1 [4] стр. 83.
Реферат валы и оси техническая механика
... валов и осей, работающих в условиях длительных переменных нагрузок, проводят расчет на усталостную прочность. Нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу. Цикл изменения касательных напряжений от крутящего момента принимают ... Различают жесткость валов при изгибе и кручении. Жесткость при изгибе оценивают прогибом y вала и углом поворота q сечения вала, которые определяют по ...
дн = 1,3Ч254Ч13v 856(2,15+1)/165Ч2,15 = 649Н/ммІ.
Проверка: дн? днр 649< 687 Н/ммІ.
Определяем расчетное напряжение изгиба зубьев:
- дF = YF Ч YE Ч Yв Ч WFt/m;
- YF = 3,63;
- YE = 1;
- Yв = 1;
- WFt = Wкt = 856.
дF = 3,63Ч1Ч1Ч856/3 = 208 Н/ммІ.
Проверка: дF ? дFр; 208 < 216.
3.3 Расчет валов привода станка, Проектировочный расчет валов.
Диаметр выходного конца вала или диаметр промежуточного вала под шестерней.
d = 102 3vT/200[ik], мм [1] стр.38.
[ik] = 20 ч 25 м/ммІ.
d = 102Ч 3v 111/200Ч20 = 30,2 мм. Принимаем d = 32 мм.
d = 102Ч 3v 257/200Ч20 =45,5 мм. Принимаем d = 48 мм.
d = 102Ч 3v 636/200Ч20 =61 мм. Принимаем d = 64 мм.
d = 102Ч 3v 1020/200Ч20 =67 мм. Принимаем d = 68 мм.
Проверочный расчет на статическую прочность.
Расчет производим для IV вала по расчетной цепи:
пр = 1440ЧinЧi2Чi5Чi8 = 1460Ч27/53Ч19/35Ч27/37Ч19/69 = 80 мин-1.
С III вала на IV осуществляется передача z7/z11
С IV вала на V осуществляется передача z15/z17
Окружные силы:
Ft7,11 = 2T/dwz11 = 2Ч1020/120 = 17кН.
Ft15,17 = 2T/dwz17 = 2Ч1020/144 = 14,1кН.
Радиальные силы:
Fr7,11 = Ft7,11 Ч tgб = Ft7,11 Ч tg200 = 17Ч 0,364 = 6,19 кН.
Fr15,17 = Ft15,17Ч tg200 = 14,1Ч 0,364 = 5,13 кН.
Находим реакции в опорах:
Плоскость xz
УM1 = 0; Fr7,11Чl1- Ft15,17Ч(l1+l2)+Rx2Чl = 0
Rx2 = -Fr7,11Чl1- Ft15,17Ч(l1+l2)/l = -6,19Ч100+14,1(100+160)/419 = 7,27кН.
УM2 = 0; Ft15,17Чl3- Fr7,11Ч(l2+l3)-Rx1Чl = 0
Rx1 = Ft15,17Чl3- Fr7,11Ч(l2+l3)/l = 14,1Ч159-6,19(160+159)/419 = 0,64кН.
Плоскость yz
УM1 = 0; Ft7,11Чl1- Fr15,17Ч(l1+l2)+Ry2Чl = 0
Ry2 = -Ft7,11Чl1+ Fr15,17Ч(l1+l2)/l = -17Ч100+5,13(100+160)/419 = -0,87кН.
УM2 = 0; Fr15,17Чl3- Ft7,11Ч(l2+l3)+Rx1Чl = 0
Ry1 = -Fr15,17Чl3- Ft7,11Ч(l2+l3)/l = -5,13Ч159+17(160+159)/419 = 10,1кН.
Изгибающие моменты:
Плоскость xz
M3y = -Rx1Чl = -0,64Ч100 = -64Hм; M4y = Rx2Чl3 = 7,27Ч159 = 1155Нм.
Плоскость yz:
- M3x = Ry1Чl1 = 10,1Ч100 = 1100Нм; M4x = Ry2Чl3 = -0,87Ч159 = -138Нм
Эквивалентный момент для сечения с большим изгибающим моментом:
- Мэ = vМ 4х 2+М 4у 2+0,75ЧТ 42вала = v(-138)2+11552+0,75Ч10202 = 1460Нм;
Диаметр вала в рассчитанном сечении:
d = 1003v Мэ/100[дu] = 1003v1460/100Ч687 = 28мм.
Расчет на усталостную прочность
Материал вала — сталь 40Х.
Термообработка — улучшение.
Предел прочности: дВ = 780МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба кручения касательных напряжений:
Ф-1 = 0,58Ч335 = 194,3МПа [5] стр.100
Кд = 1; Кф = 1; ед = 0.76; еф = 0,65; в = 0,95; дх = дu; дм = 0; шд =0,2; шф = 0,1.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
д-1 = 0,43ЧдВ = 0,43Ч780 = 335МПа [5] стр.95.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Nд = д-1/ Кд/ едвЧ дхЧ шдЧдм = 335/1/0,65Ч0,95 = 268
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Проектировочный расчет крыла самолёта на прочность «Су-26»
... расчета на прочность документ «Нормы прочности самолетов». Целью проектировочного расчета является подбор геометрических размеров крыла, площадей отдельных элементов крыла ... определение запаса прочности конструкции в целом и ее элементов. Объектом курсового проектирования является крыло самолё ... а) На взлетном режиме работы двигателя б) На номинальном режиме работы двигателя 8. Максимальная ...
Nф = ф-1/Kф/ ефвЧфх+ш2ЧдМ = 194,3/1/0,65Ч0,95Ч1,87 = 67,2
Запас сопротивления усталости:
N = Nд + Nф /vNд2 + Nф2 = 268+67,2/v2682+64,22 = 6,31
N = 6,31 >[N] = 2,5ч3,0.
Расчет вала на жесткость
Прогибы и узлы поворота в вертикальной плоскости.
Момент инерции
I = рd4/64 = 3,14Ч284/64 = 3Ч104мм.
Учитывая, что прогиб в местах посадки подшипников равен нулю (f = 0),можно записать:
ЕIf2- EIf1+ EIи1l-Ry1Чl3/6- Ft7,11Ч(l2+l3)2/2+ Fr15,17Чl3/6 = 0
и1= Ry1Чl3/6- Ft7,11Ч(l1+l3)2/6+ Fr15,17Чl33/6/EIl = 0,037
Угол поворота в месте посадки подшипников:
и2= EIи1l-Ry1Чl12/2- Ft7,11Ч(l2+l3)2/2+ Fr15,17Чl32/6? EIl = 0,022
Угол поворота в месте посадки зубчатых колес:
- и3=EIи1l-Ry1Чl12/2?EI=2,2Ч105Ч3Ч104Ч37Ч10-3-10100Ч1002?2?2,1 Ч105Ч3Ч104 = 0,03<0,1
и2=EIи1l-Ry1Ч(l1+l2)2/2-Ft7,11Чl22/2?EI= 220,7Ч106-10100(100+160)2?2-17000Ч1602?2?2,1Ч105Ч3Ч104 = 0,031<0,1
Прогиб в точках 3 и 4;
ЕIf3 = EIf1 + EIи1l1-Ry1Чl13/6
f3=EIи1l1-Ry1Чl13/6/EI=6,3Ч109Ч35Ч10-3Ч100-10100Ч1003/6/6,3 Ч109=0,32<0,4
ЕIf4 = EIи1(l1+l2)- Ky1(l1+l2)3/6- Ft7,11Ч l23/6
f3 = EIи1(l1+l2)- Ky1(l1+l2)3/6- Ft7,11Ч l23/6/ EI= 0,3<0,4.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovaya/kursovyie-rabotyi-po-konstruirovaniyu-stankov/
1. «Справочник технолога-машиностроителя» — под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение — 1985.
2. Н.Н. Чернов «Металлорежущие станки» М.: Машиностроение — 1988.
3. В.Э. Пуш «Металлорежущие станки» М.: Машиностроение — 1986.
4. А.И. Кочергин «Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов» Мн.: Вышейшая школа, 1991.
5. «Проектирование металлорежущих станков и станочных систем» — под редакцией А.С. Проникова. М.: Машиностроение — 1995.
6. С.А. Чернавский «Курсовое проектирование деталей машин» М.: Машиностроение
7. В.Н. Глубокий «Металлорежущие станки и промышленные роботы» Мн.: Вышейшая школа, 1984.
