Модернізація приводу головного руху зі ступеневим регулюванням свердлильного верстата

Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Кафедра ТМ і КТС

Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни:

"Розрахунок та моделювання верстатами"

на тему: "Модернізація приводу головного руху зі ступеневим регулюванням свердлильного верстата"

Житомир

2007

Глава 1. Розрахунок вихідних даних

1.1 Діаметри обробки

– приймаємо .

1.2 Глибина різання

,

де – діаметр обробки, мм;

1.3 Подача

Значення подачі ,

1.4 Швидкість різання

де – розраховується для чистового точіння при:

найменшій глибині різання ;

стійкості різального інструмента ;

коефіцієнті для твердого сплаву;

коефіцієнті ; (показники ступенів , та –для твердого сплаву);

подача для чистової обробки вибирається з довідника.

де – розраховується при:

найбільшій глибині різання ;

стійкості різального інструмента ;

коефіцієнті швидкорізальної сталі;

коефіцієнті ; (показники ступенів , та –для швидкорізальної сталі);

Частоти обертання шпинделя:

1.5 Сила різання, потужність двигуна

Приймаємо ,

де – для твердосплавного інструменту;

де – ефективна потужність, кВт.

Необхідна потужність електродвигуна:

,

де – коефіцієнт, який враховує потужність, що витрачається на рух подачі ;

– потужність холостого ходу верстата, кВт.

Глава 2. Розрахунки кінематики приводу шпинделя зі ступеневим регулюванням

При відомих найбільшій та найменшій частотах обертання шпинделя кількість ступенів можна визначити за формулою:

,

де – діапазон частот обертання шпинделя.

Розрахунок починаємо з знаменника ряду :

– умова не забезпечується.

Проводимо розрахунок з знаменником ряду :

– умова не забезпечується

Проводимо розрахунок з знаменником ряду :

-- умова виконується

Одержане значення округлюємо до .

2.1 Приводи шпинделя з двошвидкісним електродвигуном та автоматизованою коробкою передач

Конструктивний варіант для випадку буде мати вигляд:

,

при цьому двошвидкісний двигун виконує роль першої структурної групи. Для доцільно вибирати двигун з діапазоном частот обертання вала .

Розширити діапазон регулювання АКП (і одночасно уникнути повторюваності частот) можна за рахунок використання вузла зворотного зв’язку.

Будуємо картину частот, прийнявши об/хв., об/хв.

2.2 Розрахунок чисел зубів зубчастих передач

З картини частот обертання шпинделя беремо передаточні відношення для кожної групи і виражаємо їх неправильним дробом.

Для І-ої групи:

, ,

;

Розраховуємо мінімальне значення коефіцієнта корегування сумарного числа зубів у передачі:

,

де – найменша можлива кількість зубів в приводах головного руху верстатів, ; – сума чисельника та знаменника найменшого передаточного відношення і групі; – чисельник найменшого передаточного відношення в групі;

Маємо:

Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:

,

Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:

Для ІІ-ої групи:

, ,

;

Розраховуємо мінімальне значення коефіцієнта корегування сумарного числа зубів у передачі:

,

Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:

,

Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:

Для ІІІ-ої групи:

, ,

;

Розраховуємо мінімальне значення коефіцієнта корегування сумарного числа зубів у передачі:

,

Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:

,

Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:

Оскільки , кількість зубців в І-й групі збільшуємо до

2.3 Розрахунок зубчастих передач

Орієнтовно модуль зубчастих передач в групі розраховується для пари з найменшим передаточним відношенням:

де N – потужність електродвигуна, кВт;

– допустиме навантаження, Н/мм2;

– розрахункова частота обертання колеса, хв-1;

– коефіцієнт ширини зубчастого колеса, ;

– кисло зубців колеса;

– коефіцієнт форми зубців;

– коефіцієнт швидкості.

Модуль в І-й групі:

,

Приймаємо m=3.

Модуль в ІІ-й групі:

,

Приймаємо m=6.

Модуль в ІІІ-й групі:

,

Приймаємо m=4.

Розраховуємо міжосьові відстані :

,

,

.

Визначаємо діаметри та ширину зубчастих коліс і діаметри валів, , .

Для І-ої групи:

Для ІІ-ої групи:

Для ІІІ-ої групи:

Оскільки , тобто не виконується умова монтажу, змінимо сумарну кількість зубців в парах (кратно передаточним відношенням), не виходячи за .

Збільшимо сумарну кількість зубців в ІІІ-ій групі в 2 рази, а в ІІ-ій – зменшимо в 2 рази, тоді міжосьові відстані матимуть значення:

Діаметри зубчастих коліс в ІІ-й та ІІІ-й групах:

Тепер умова монтажу виконується: .

Ширина зубчастих коліс:

Діаметри валів приймаємо орієнтовно :