Реферат: Проектирование привода главного движения фрезерного станка на основе модели 6Р13
Название: Проектирование привода главного движения фрезерного станка на основе модели 6Р13 Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 Техника безопасности при работе на станках фрезерной группы и смазка станка Современные станки являются мощными машинами, предназначеными для обработки металлов путем снятия стружки. Возможность получения травм при работе на станках обязывает применять специальные устройства и приспособления, обеспечивающие безопасную работ. Все вращающиеся части необходимо закрывать крышками и кожухами. Применять стружкоотводы и пылесборники, которые защищают рабочего от попадания в него мелкой стружки. Рабочий должен иметь специальную одежду и быть внимательным при работе на станке. Рабочее место должно иметь хорошее освещение в дневное и вечернее время суток. На рабочем месте нужно проверить убрана ли стружка со станка и пол, а так же удалить все лишние предметы. Проверить исправность предохранительных ограждений на станке, они должны быть надежно закреплены. Категорически запрещается снимать ограждения во время работы станка. Перед пуском станка проверить исправность электрооборудования. Обрабатываемая деталь и режущий инструмент должны быть надежно закреплены. Держать деталь руками запрещается. Не разрешается измерять деталь во время работы станка. Нельзя удалять стружку руками. Смазка зубчатых колес осуществляется разбрызгиванием индустриаль- ного масла И-30, которое заливается в корпус коробки скоростей. Обьем маслянной ванны определяем из расчета 0,25 Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом УС-2, закладываемом при монтаже. 6.1 Шпоночные соединения Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Размеры шпонок выбираем по ГОСТ 23360-78. Напряжение смятия: где На втором валу для зубчатых колес 2, 4, 6 назначаем призматические шпонки 10Ч8Ч32 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): На четвертом валу для зубчатых колес 16, 18 назначаем призматические шпонки 14Ч9Ч45 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): Параметры шпонок сводим в таблицу 5. Таблица 5 – Конструкционные размеры шпоночных соединений
6.2 Шлицевые соединения Шлицевые соединения выбираем по [3] в зависимости от диаметра вала. Выбранное соединение проверяем на смятие: где М - передаваемый крутящий момент, Нм; Z - число шлицев; где На первом валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 42 мм, шириной шлицев b = 7 мм, и величиной фаски f = 0,4 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : На втором валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 42 мм, шириной шлицев b = 7 мм, и величиной фаски На третьем валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 48 мм, шириной шлицев b = 9 мм, и величиной фаски f = 0,4 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : Номинальные размеры шлицевых прямобочных соединений сводим в таблицу 6. Таблица 6 – Конструкционные размеры шлицевых соединений
На наиболее нагруженный вал выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии №209. Эквивалентная нагрузка: где Номинальная долговечность в часах: где Долговечность подшипников на четвертом валу при максимальной частоте вращения Учитывая то, что коробка скоростей состоит из прямозубых цилиндрических колес, выбираем для оставшихся валов шарикоподшипники радиальные опорные легкой серии: первого и второго валов №207, для третьего вала №208, для четвертого вала №209. Номинальные размеры подшипников сводим в таблицу 4. Таблица 4 - Номинальные размеры подшипников
![]() 1 Справочник технолога-машиностроителя – В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1985.- 656 с. ил. 2 Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.- М: Высшая школа, 1962.- 425 с. ил. 3 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся техникумов/ С.А. Чернавский, К.Н. Набоков, И.М. Чернин и др.- 2-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1988.- 416 с. ил. Чтобы обеспечить машиностроение высококачественными станками для осуществления разнообразных технологических процессов с высокими экономическими показателями, станкостроение должно решать следущие задачи: - повышение качества станков – повышение их точности, жесткости, виброустойчивости, надежности и долговечности; повышение технических характеристик (быстроходности, мощности, к. п. д.); - дальнейшая автоматизация станков – создание новейших автоматов, автоматических линий и универсальных металлорежущих станков с автоматизацией вспомогательных и контрольных операций, станков с ЧПУ; - повышение экономичности станков – удешевление их производства и проектирования, снижение веса и габаритов, применение новых материалов; создание более технологичных конструкций; - расширение технологических возможностей станков; - планомерное обновление парка станков – замена устаревших моделей более совершенными и прогрессивными группами станков, модернизация станков. Фрезерные станки предназначены для выполнения широкого круга операций. Они позволяют обрабатывать наружные и внутренние фасонные поверхности, порезать прямые и винтовые канавки, фрезеровать зубья зубчатых колес и т. д. Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрезерные, вертикально- фрезерные и продольно-фрезерные станки, ко вторым – шпоночно-фрезерные, шлице-фрезерные, карусельно-фрезерные и другие станки. Основные технические характеристики вертикально-фрезерного консольного станка 6Р13: Габарит станка (длинаЧширинаЧвысота) …………………...2560Ч2260Ч2120 мм Вес станк…..………………………………………………………………… 4200 кгРазмеры рабочей поверхности стола (длинаЧширина) ……………. 1600Ч400 мм Наибольшие перемещения стола: продольное …………………………………………………………..1000 мм поперечное ……. …………………………………………………… 300 мм вертикальное………………………………………………………….. 420 мм Перемещение гильзы со шпинделем………………………………………… 80 мм Наибольший угол поворота шпиндельной головки…………………….. Подача стола: продольная и поперечная..………………………………… 25-1250 мм/мин вертикальная..…………………………………………….. 8,3-416,6 мм/мин ![]() Крутящий момент двигателя: где Крутящие моменты на валах рассчитываем по следующим формулам: Крутящий момент на первом валу по формуле (4.2): Крутящий момент на втором валу по формуле (4.3): Крутящий момент на третьем валу по формуле (4.4): Крутящий момент на четвёртом валу по формуле (4.5): 4.1 Ориентировочный расчет валов Предварительный расчет проводим на кручение по допускаемым напряжениям: где Диаметр первого вала по формуле (4.6): Диаметр второго вала по формуле (4.6): Диаметр четвёртого вала по формуле (4.6): 4.2 Уточненный расчет валов Уточнённый расчет проводим для наиболее нагруженного вала (с наибольшим крутящим моментом). Выбираем колесо с наименьшим диаметром на этом валу и для него строим эпюры моментов, которые возникают при вращении. Окружное усилие, возникающее в зацеплении: где Для четвертого вала, на котором Радиальное усилие: где
Находим сумму моментов относительно точки В: Изгибающий момент в плоскости xz: Изгибающий момент в плоскости yz: По полученным данным строим эпюры моментов, которые представлены на рисунке 4 .
369,28 Рисунок 4- Эпюры моментов
После уточнённого расчета диаметр четвертого вала увеличился на 11% по сравнению с предварительным расчетом, следовательно, диаметры остальных валов увеличиваем на 11%. Принимаем диаметры валов: dв1 = 34 мм, dв2 = 34 мм, dв3 = 40 мм, dв4 = 44 мм; диаметры валов под подшипниками: dп1 = 35 мм, dп2 = 35 мм, dп3 = 40 мм, dп4 = 45 мм; диаметры валов под колесами: dк1 = 36 мм, dк2 = 36 мм, dк3 = 42 мм, dк4 = 46 мм. Определяем мощность, передаваемую каждым валом: где Выбираем материал для зубчатых колес сталь 40Х, термообработка улучшение 257НВ, предел выносливости где Для легированной стали: Принимаем Принимаем Допускаемое напряжение на изгиб по формуле (3.5): Для стальных зубчатых колес модуль определяется, исходя из условия прочности зуба на изгиб: где где где Принимаем Принимаем Мощность, передаваемая первым валом , по формуле (3.1): Частота вращения первого вала: Модуль для первого зацепления по формуле (3.7): Мощность, передаваемая вторым валом, по формуле (3.2): Частота вращения второго вала: Модуль для второго зацепления по формуле (3.7): Частота вращения третьего вала: Модуль для третьего зацепления по формуле (3.7): Принимаем m1-2 = m2-3 = 3 мм; m3-4 = 4 мм. Межосевое расстояние: где Основные размеры зубчатых колес: диаметр делительной окружности: диаметр окружности впадин зубьев: диаметр окружности вершин зубьев: ширина колеса: где ширина шестерни: Размеры зубчатых колес вычисляем по выше перечисленным формулам и сводим в таблицу 3. Таблица 3 – Основные размеры зубчатых колес
Чтобы обеспечить машиностроение высококачественными станками для осуществления разнообразных технологических процессов с высокими экономическими показателями, станкостроение должно решать следущие задачи: - повышение качества станков – повышение их точности, жесткости, виброустойчивости, надежности и долговечности; повышение технических характеристик (быстроходности, мощности, к. п. д.); - дальнейшая автоматизация станков – создание новейших автоматов, автоматических линий и универсальных металлорежущих станков с автоматизацией вспомогательных и контрольных операций, станков с ЧПУ; - повышение экономичности станков – удешевление их производства и проектирования, снижение веса и габаритов, применение новых материалов; создание более технологичных конструкций; - расширение технологических возможностей станков; - планомерное обновление парка станков – замена устаревших моделей более совершенными и прогрессивными группами станков, модернизация станков. Фрезерные станки предназначены для выполнения широкого круга операций. Они позволяют обрабатывать наружные и внутренние фасонные поверхности, порезать прямые и винтовые канавки, фрезеровать зубья зубчатых колес и т. д. Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрезерные, вертикально- фрезерные и продольно-фрезерные станки, ко вторым – шпоночно-фрезерные, шлице-фрезерные, карусельно-фрезерные и другие станки. Основные технические характеристики вертикально-фрезерного консольного станка 6Р13: Габарит станка (длинаЧширинаЧвысота) …………………...2560Ч2260Ч2120 мм Вес станк…..………………………………………………………………… 4200 кгРазмеры рабочей поверхности стола (длинаЧширина) ……………. 1600Ч400 мм Наибольшие перемещения стола: продольное …………………………………………………………..1000 мм поперечное ……. …………………………………………………… 300 мм вертикальное………………………………………………………….. 420 мм Перемещение гильзы со шпинделем………………………………………… 80 мм Наибольший угол поворота шпиндельной головки…………………….. Подача стола: продольная и поперечная..………………………………… 25-1250 мм/мин вертикальная..…………………………………………….. 8,3-416,6 мм/мин Содержание
4.1 Ориентировочный расчет валов …………………………………………. 26 4.2 Уточненный расчет валов…………………………………………………...27 5 Подбор подшипников …………………………………………………………31 6 Расчет шпоночных и шлицевых соединений ………………………………..336.1 Шпоночные соединения ……………………………………………………33 6.2 Шлицевые соединения ……………………………………………………...34 7 Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы и смазка станка …………………………………………………………………….37 Заключение ………………………………………………………………………38 Библиографический список …………………………………………………….39 Диапазон регулирования
Знаменатель ряда чисел оборотов ![]() где Z – число скоростей. По [2] принимаем стандартное значение знаменателя ряда чисел оборотов φ = 1,06. При
вращения каждого вала. Структурная сетка представлена на рисунке 1, график чисел оборотов на рисунке 2. i7 i6 i5 i4 IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Рисунок 1- Структурная сетка 3Ч4Ч2 i3 i1 i2 i7 i5 i4 i9 i6 i9 i8 IV n nдв Рисунок 2 –График чисел оборотовПо структурной сетке определяем значения передаточных отношений: Определяем числа зубьев в каждом зацеплении по значениям передаточных отношений и сводим в таблицу 1. Таблица 1-Числа зубьев в каждом зацеплении
Согласно структурной сетке 2Ч4Ч3 составляем кинематическую схему коробки скоростей, которая представлена на рисунке 3. Согласно графику чисел оборотов записываем уравнения кинематической цепи:
Э z1=56 z3=58 Рисунок 3 - Кинематическая схема коробки скоростей Полученные результаты сводим в таблицу 2. Таблица 2 – Сравнение частот вращения
![]() Скорость резания при фрезеровании где где где Кг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, Кг = 1; σВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал; σВ = 750 МПа; nV - показатель степени, nV = 0,9; По заданию Bmax = 300 мм. Bmin = (0,125ч0,25)Bmax = 37,5ч75 мм. Принимаем Bmin = 75 мм. При фрезеровании углеродистой инструментальной стали, марки У7А, принимаем глубину резания и подачу: при Bmax = 300 мм t = 4 мм, s = 0,25 мм/зуб; при Bmin = 75 мм t = 2 мм, s = 0,4 мм/зуб. Частота вращения фрезы: Сила резания при обработки заготовки определяется: где σВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал; σВ = 750 МПа; n - показатель степени, n = 0,3; Мощность при резании Для первого режима резания при ширине заготовки y = 0,28; u = 0,08; p = 0,1; q = 0,17: Частоту вращения фрезы вычисляем по формуле (1.4): Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 0,88; y = 0,75; u = 0,5; q = 0,87; w = 0: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): Для второго режима резания при ширине заготовки y = 0,28; u = 0,08; p = 0,1; q = 0,17: Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 0,88; y = 0,75; u = 0,5; q = 0,87; w = 0: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): При полученных расчетах получаем: Требуемая мощность двигателя: где Принимаем Выбираем электродвигатель асинхронный 4А 160М8 с мощностью Nдв = 11 кВт и синхронной частотой вращения nдв = 750 об/мин. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АРЗАМАССКИЙ ФИЛИАЛ Кафедра Технология машиностроения__________________________ Заведующий кафедрой ___________________________Пучков В. П.___ (подпись) (фамилия, и., о.) __________________________________________ (дата) __ Проектирование привода главного движения металлорежущего станка_________ _ фрезерной группы на основе модели 6Р13 _ _______________________________________________________________(наименование темы проекта или работы) ____________________________________________________________________________________________________ Пояснительная записка К_курсовому проекту по дисциплине <<Оборудование МП >>_________ (вид документа - проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т. п.) КОНСУЛЬТАНТЫ РУКОВОДИТЕЛЬ По___________________________________ ________________Баженов С. А.___ (подпись) (фамилия, .и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия,.и.,о.) __________________________________ (дата) _______________________________________ (дата) СТУДЕНТ 2. По___________________________________ Логунов А. В. (подпись) (фамилия,. и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) АЗМ 2001-2 (дата) (группа или шифр) _______________________________________ (дата) 3. По___________________________________ _______________________________________ (подпись) (фамилия,. и.о.) Проект защищен ________________(дата) _______________________________________ (дата) Протокол №_________________________ РЕЦЕНЗЕНТ С оценкой_____________________ _________________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) ________________________________________ _______________________________________ (дата) 2004г. Содержание
4.1 Ориентировочный расчет валов …………………………………………. 26 4.2 Уточненный расчет валов…………………………………………………...27 5 Подбор подшипников …………………………………………………………31 6 Расчет шпоночных и шлицевых соединений ………………………………..336.1 Шпоночные соединения ……………………………………………………33 6.2 Шлицевые соединения ……………………………………………………...34 7 Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы и смазка станка …………………………………………………………………….37 Заключение ………………………………………………………………………38 Библиографический список …………………………………………………….39 Фрезерные станки предназначены для выполнения широкого круга операций. Они позволяют обрабатывать наружные и внутренние фасонные поверхности, порезать прямые и винтовые канавки, фрезеровать зубья зубчатых колес и т. д. Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрезерные, вертикально- фрезерные и продольно-фрезерные станки, ко вторым – шпоночно-фрезерные, шлице-фрезерные, карусельно-фрезерные и другие станки. Основные технические характеристики вертикально-фрезерного консольного станка 6Р13: Габарит станка (длинаЧширинаЧвысота) …………………...2560Ч2260Ч2120 мм Вес станк…..………………………………………………………………… 4200 кгРазмеры рабочей поверхности стола (длинаЧширина) ……………. 1600Ч400 мм Наибольшие перемещения стола: продольное …………………………………………………………..1000 мм поперечное ……. …………………………………………………… 300 мм вертикальное………………………………………………………….. 420 мм Перемещение гильзы со шпинделем………………………………………… 80 мм Наибольший угол поворота шпиндельной головки…………………….. Подача стола: продольная и поперечная..………………………………… 25-1250 мм/мин вертикальная..…………………………………………….. 8,3-416,6 мм/мин ![]() 1 Справочник технолога-машиностроителя – В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1985.- 656 с. ил. 2 Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.- М: Высшая школа, 1962.- 425 с. ил. 3 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся техникумов/ С.А. Чернавский, К.Н. Набоков, И.М. Чернин и др.- 2-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1988.- 416 с. ил. Чтобы обеспечить машиностроение высококачественными станками для осуществления разнообразных технологических процессов с высокими экономическими показателями, станкостроение должно решать следущие задачи: - повышение качества станков – повышение их точности, жесткости, виброустойчивости, надежности и долговечности; повышение технических характеристик (быстроходности, мощности, к. п. д.); - дальнейшая автоматизация станков – создание новейших автоматов, автоматических линий и универсальных металлорежущих станков с автоматизацией вспомогательных и контрольных операций, станков с ЧПУ; - повышение экономичности станков – удешевление их производства и проектирования, снижение веса и габаритов, применение новых материалов; создание более технологичных конструкций; - расширение технологических возможностей станков; - планомерное обновление парка станков – замена устаревших моделей более совершенными и прогрессивными группами станков, модернизация станков. Содержание
4.1 Ориентировочный расчет валов …………………………………………. 26 4.2 Уточненный расчет валов…………………………………………………...27 5 Подбор подшипников …………………………………………………………31 6 Расчет шпоночных и шлицевых соединений ………………………………..336.1 Шпоночные соединения ……………………………………………………33 6.2 Шлицевые соединения ……………………………………………………...34 7 Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы и смазка станка …………………………………………………………………….37 Заключение ………………………………………………………………………38 Библиографический список …………………………………………………….39Содержание
4.1 Ориентировочный расчет валов …………………………………………. 26 4.2 Уточненный расчет валов…………………………………………………...27 5 Подбор подшипников …………………………………………………………31 6 Расчет шпоночных и шлицевых соединений ………………………………..336.1 Шпоночные соединения ……………………………………………………33 6.2 Шлицевые соединения ……………………………………………………...34 7 Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы и смазка станка …………………………………………………………………….37 Заключение ………………………………………………………………………38 Библиографический список …………………………………………………….39МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АРЗАМАССКИЙ ФИЛИАЛ Кафедра Технология машиностроения__________________________ Заведующий кафедрой ___________________________Пучков В. П.___ (подпись) (фамилия, и., о.) __________________________________________ (дата) __ Проектирование привода главного движения металлорежущего станка_________ _ фрезерной группы на основе модели 6Р13 _ _______________________________________________________________(наименование темы проекта или работы) ____________________________________________________________________________________________________ Пояснительная записка К_курсовому проекту по дисциплине <<Оборудование МП >>_________ (вид документа - проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т. п.) КОНСУЛЬТАНТЫ РУКОВОДИТЕЛЬ По___________________________________ ________________Баженов С. А.___ (подпись) (фамилия, .и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия,.и.,о.) __________________________________ (дата) _______________________________________ (дата) СТУДЕНТ 2. По___________________________________ Задунаев Н. А. (подпись) (фамилия,. и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) АЗМ 2001-2 (дата) (группа или шифр) _______________________________________ (дата) 3. По___________________________________ _______________________________________ (подпись) (фамилия,. и.о.) Проект защищен ________________(дата) _______________________________________ (дата) Протокол №_________________________ РЕЦЕНЗЕНТ С оценкой_____________________ _________________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) ________________________________________ _______________________________________ (дата) 2004г. 7 Техника безопасности при работе на станках фрезерной группы и смазка станка Современные станки являются мощными машинами, предназначеными для обработки металлов путем снятия стружки. Возможность получения травм при работе на станках обязывает применять специальные устройства и приспособления, обеспечивающие безопасную работ. Все вращающиеся части необходимо закрывать крышками и кожухами. Применять стружкоотводы и пылесборники, которые защищают рабочего от попадания в него мелкой стружки. Рабочий должен иметь специальную одежду и быть внимательным при работе на станке. Рабочее место должно иметь хорошее освещение в дневное и вечернее время суток. На рабочем месте нужно проверить убрана ли стружка со станка и пол, а так же удалить все лишние предметы. Проверить исправность предохранительных ограждений на станке, они должны быть надежно закреплены. Категорически запрещается снимать ограждения во время работы станка. Перед пуском станка проверить исправность электрооборудования. Обрабатываемая деталь и режущий инструмент должны быть надежно закреплены. Держать деталь руками запрещается. Не разрешается измерять деталь во время работы станка. Нельзя удалять стружку руками. Смазка зубчатых колес осуществляется разбрызгиванием индустриаль- ного масла И-30, которое заливается в корпус коробки скоростей. Обьем маслянной ванны определяем из расчета 0,25 Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом УС-2, закладываемом при монтаже. Диапазон регулирования
Знаменатель ряда чисел оборотов ![]() где Z – число скоростей. По [2] принимаем стандартное значение знаменателя ряда чисел оборотов φ = 1,06. При
вращения каждого вала. Структурная сетка представлена на рисунке 1, график чисел оборотов на рисунке 2. IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Рисунок 1- Структурная сетка 2Ч3Ч4 i3 i1 i2 i2 i5 i4 i9 i6 i8 i9 i7 IV nдв Рисунок 2 –График чисел оборотовПо структурной сетке определяем значения передаточных отношений: Определяем числа зубьев в каждом зацеплении по значениям передаточных отношений и сводим в таблицу 1. Таблица 1-Числа зубьев в каждом зацеплении
Согласно структурной сетке 3Ч2Ч4 составляем кинематическую схему коробки скоростей, которая представлена на рисунке 3. Согласно графику чисел оборотов записываем уравнения кинематической цепи:
Э z1=52 z3=53 Рисунок 3 - Кинематическая схема коробки скоростей Полученные результаты сводим в таблицу 2. Таблица 2 – Сравнение частот вращения
![]() Скорость резания при фрезеровании где где где Кг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, Кг = 1; σВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал; σВ = 490 МПа; nV - показатель степени, nV = 1; По заданию Bmin = 30 мм. Bmax = (4ч8) Bmin = 120ч240 мм. Принимаем Bmax = 120 мм. При фрезеровании углеродистой инструментальной стали, марки У7А, принимаем глубину резания и подачу: при Bmax = 120 мм t = 4 мм, s = 0,12 мм/зуб; при Bmin = 30 мм t = 2 мм, s = 0,2 мм/зуб. Частота вращения фрезы: Сила резания при обработки заготовки определяется: где σВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал; σВ = 490 МПа; n - показатель степени, n = 0,3; Мощность при резании Для первого режима резания при ширине заготовки Частоту вращения фрезы вычисляем по формуле (1.4): Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] y = 0,75; u = 1; q = 1,3; w = 0,2: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): Для второго режима резания при ширине заготовки Силу резания вычисляем по формуле (1.5), приняв по [1] Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): При полученных расчетах получаем: Требуемая мощность двигателя: где Принимаем Выбираем электродвигатель асинхронный 4А 160S4 с мощностью Nдв = 15 кВт и синхронной частотой вращения nдв = 1500 об/мин. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АРЗАМАССКИЙ ФИЛИАЛ Кафедра Технология машиностроения__________________________ Заведующий кафедрой ___________________________Пучков В. П.___ (подпись) (фамилия, и., о.) __________________________________________ (дата) __ Проектирование привода главного движения металлорежущего станка_________ _ фрезерной группы на основе модели 6Р13 _ _______________________________________________________________(наименование темы проекта или работы) ____________________________________________________________________________________________________ Пояснительная записка К_курсовому проекту по дисциплине <<Оборудование МП >>_________ (вид документа - проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т. п.) КОНСУЛЬТАНТЫ РУКОВОДИТЕЛЬ По___________________________________ ________________Баженов С. А.___ (подпись) (фамилия, .и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия,.и.,о.) __________________________________ (дата) _______________________________________ (дата) СТУДЕНТ 2. По___________________________________ Карсаков С. В. (подпись) (фамилия,. и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) АЗМ 2001-2 (дата) (группа или шифр) _______________________________________ (дата) 3. По___________________________________ _______________________________________ (подпись) (фамилия,. и.о.) Проект защищен ________________(дата) _______________________________________ (дата) Протокол №_________________________ РЕЦЕНЗЕНТ С оценкой_____________________ _________________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) ________________________________________ _______________________________________ (дата) 2004г. Определяем мощность, передаваемую каждым валом: где Выбираем материал для зубчатых колес сталь 40Х, термообработка улучшение 257НВ, предел выносливости где Для легированной стали: Принимаем Принимаем Допускаемое напряжение на изгиб по формуле (3.5): Для стальных зубчатых колес модуль определяется, исходя из условия прочности зуба на изгиб: где где где Принимаем Принимаем Мощность, передаваемая первым валом , по формуле (3.1): Частота вращения первого вала: Модуль для первого зацепления по формуле (3.7): Мощность, передаваемая вторым валом, по формуле (3.2): Частота вращения второго вала: Модуль для второго зацепления по формуле (3.7): Частота вращения третьего вала: Модуль для третьего зацепления по формуле (3.7): Принимаем m1-2 = m2-3 = m3-4 = 3 мм. Межосевое расстояние: где Основные размеры зубчатых колес: диаметр делительной окружности: диаметр окружности впадин зубьев: диаметр окружности вершин зубьев: ширина колеса: где ширина шестерни: Размеры зубчатых колес вычисляем по выше перечисленным формулам и сводим в таблицу 3. Таблица 3 – Основные размеры зубчатых колес
![]() Крутящий момент двигателя: где Крутящие моменты на валах рассчитываем по следующим формулам: Крутящий момент на первом валу по формуле (4.2): Крутящий момент на втором валу по формуле (4.3): Крутящий момент на третьем валу по формуле (4.4): Крутящий момент на четвёртом валу по формуле (4.5): 4.1 Ориентировочный расчет валов Предварительный расчет проводим на кручение по допускаемым напряжениям: где Диаметр первого вала по формуле (4.6): Диаметр второго вала по формуле (4.6): Диаметр четвёртого вала по формуле (4.6): 4.2 Уточненный расчет валов Уточнённый расчет проводим для наиболее нагруженного вала (с наибольшим крутящим моментом). Выбираем колесо с наименьшим диаметром на этом валу и для него строим эпюры моментов, которые возникают при вращении. Окружное усилие, возникающее в зацеплении: где Для четвертого вала, на котором Радиальное усилие: где
Находим сумму моментов относительно точки В: Изгибающий момент в плоскости xz: Изгибающий момент в плоскости yz: По полученным данным строим эпюры моментов, которые представлены на рисунке 4 .
382,05 Рисунок 4- Эпюры моментов
После уточнённого расчета диаметр четвертого вала увеличился на 30% по сравнению с предварительным расчетом, следовательно, диаметры остальных валов увеличиваем на 30%. Принимаем диаметры валов: dв1 = 37 мм, dв2 = 38 мм, dв3 = 38 мм, dв4 = 44 мм; диаметры валов под подшипниками: dп1 = 40 мм, dп2 = 40 мм, dп3 = 40 мм, dп4 = 45 мм; диаметры валов под колесами: dк1 = 42 мм, dк2 = 44 мм, dк3 = 42 мм, dк4 = 46 мм. 6.1 Шпоночные соединения Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Размеры шпонок выбираем по ГОСТ 23360-78. Напряжение смятия: где На втором валу для зубчатых колес 2, 4, 6 назначаем призматические шпонки 12Ч8Ч28 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): На четвертом валу для зубчатых колес 12, 14, 16, 18 назначаем призматические шпонки 14Ч9Ч32 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): Параметры шпонок сводим в таблицу 5. Таблица 5 – Конструкционные размеры шпоночных соединений
6.2 Шлицевые соединения Шлицевые соединения выбираем по [3] в зависимости от диаметра вала. Выбранное соединение проверяем на смятие: где М - передаваемый крутящий момент, Нм; Z - число шлицев; где На первом валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 48 мм, шириной шлицев b = 8 мм, и величиной фаски f = 0,4 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : На втором валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 48 мм, шириной шлицев b = 8 мм, и величиной фаски На третьем валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 48 мм, шириной шлицев b = 8 мм, и величиной фаски f = 0,4 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : Номинальные размеры шлицевых прямобочных соединений сводим в таблицу 6. Таблица 6 – Конструкционные размеры шлицевых соединений
На наиболее нагруженный вал выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии №209. Эквивалентная нагрузка: где Номинальная долговечность в часах: где Долговечность подшипников на четвертом валу при максимальной частоте вращения Учитывая то, что коробка скоростей состоит из прямозубых цилиндрических колес, выбираем для оставшихся валов шарикоподшипники радиальные опорные легкой серии: первого, второго и третьего валов №208, для четвертого вала №209. Номинальные размеры подшипников сводим в таблицу 4. Таблица 4 - Номинальные размеры подшипников
![]() 1 Справочник технолога-машиностроителя – В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1985.- 656 с. ил. 2 Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.- М: Высшая школа, 1962.- 425 с. ил. 3 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся техникумов/ С.А. Чернавский, К.Н. Набоков, И.М. Чернин и др.- 2-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1988.- 416 с. ил. 7 Техника безопасности при работе на станках фрезерной группы и смазка станка Современные станки являются мощными машинами, предназначеными для обработки металлов путем снятия стружки. Возможность получения травм при работе на станках обязывает применять специальные устройства и приспособления, обеспечивающие безопасную работ. Все вращающиеся части необходимо закрывать крышками и кожухами. Применять стружкоотводы и пылесборники, которые защищают рабочего от попадания в него мелкой стружки. Рабочий должен иметь специальную одежду и быть внимательным при работе на станке. Рабочее место должно иметь хорошее освещение в дневное и вечернее время суток. На рабочем месте нужно проверить убрана ли стружка со станка и пол, а так же удалить все лишние предметы. Проверить исправность предохранительных ограждений на станке, они должны быть надежно закреплены. Категорически запрещается снимать ограждения во время работы станка. Перед пуском станка проверить исправность электрооборудования. Обрабатываемая деталь и режущий инструмент должны быть надежно закреплены. Держать деталь руками запрещается. Не разрешается измерять деталь во время работы станка. Нельзя удалять стружку руками. Смазка зубчатых колес осуществляется разбрызгиванием индустриаль- ного масла И-30, которое заливается в корпус коробки скоростей. Обьем маслянной ванны определяем из расчета 0,25 Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом УС-2, закладываемом при монтаже. Содержание
4.1 Ориентировочный расчет валов …………………………………………. 26 4.2 Уточненный расчет валов…………………………………………………...27 5 Подбор подшипников …………………………………………………………31 6 Расчет шпоночных и шлицевых соединений ………………………………..336.1 Шпоночные соединения ……………………………………………………33 6.2 Шлицевые соединения ……………………………………………………...34 7 Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы и смазка станка …………………………………………………………………….37 Заключение ………………………………………………………………………38 Библиографический список …………………………………………………….39 Чтобы обеспечить машиностроение высококачественными станками для осуществления разнообразных технологических процессов с высокими экономическими показателями, станкостроение должно решать следущие задачи: - повышение качества станков – повышение их точности, жесткости, виброустойчивости, надежности и долговечности; повышение технических характеристик (быстроходности, мощности, к. п. д.); - дальнейшая автоматизация станков – создание новейших автоматов, автоматических линий и универсальных металлорежущих станков с автоматизацией вспомогательных и контрольных операций, станков с ЧПУ; - повышение экономичности станков – удешевление их производства и проектирования, снижение веса и габаритов, применение новых материалов; создание более технологичных конструкций; - расширение технологических возможностей станков; - планомерное обновление парка станков – замена устаревших моделей более совершенными и прогрессивными группами станков, модернизация станков. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АРЗАМАССКИЙ ФИЛИАЛ Кафедра Технология машиностроения__________________________ Заведующий кафедрой ___________________________Пучков В. П.___ (подпись) (фамилия, и., о.) __________________________________________ (дата) __ Проектирование привода главного движения металлорежущего станка_________ _ фрезерной группы на основе модели 6Р13 _ _______________________________________________________________(наименование темы проекта или работы) ____________________________________________________________________________________________________ Пояснительная записка К_курсовому проекту по дисциплине <<Оборудование МП >>_________ (вид документа - проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т. п.) КОНСУЛЬТАНТЫ РУКОВОДИТЕЛЬ По___________________________________ ________________Баженов С. А..___ (подпись) (фамилия, .и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия,.и.,о.) __________________________________ (дата) _______________________________________ (дата) СТУДЕНТ 2. По___________________________________ Кошкин А. М. (подпись) (фамилия,. и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) АЗМ 2001-2 (дата) (группа или шифр) _______________________________________ (дата) 3. По___________________________________ _______________________________________ (подпись) (фамилия,. и.о.) Проект защищен ________________(дата) _______________________________________ (дата) Протокол №_________________________ РЕЦЕНЗЕНТ С оценкой_____________________ _________________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) ________________________________________ _______________________________________ (дата) 2004г. Определяем мощность, передаваемую каждым валом: где Выбираем материал для зубчатых колес сталь 40Х, термообработка улучшение 257НВ, предел выносливости где Для легированной стали: Принимаем Принимаем Допускаемое напряжение на изгиб по формуле (3.5): Для стальных зубчатых колес модуль определяется, исходя из условия прочности зуба на изгиб: где где где Принимаем Принимаем Мощность, передаваемая первым валом , по формуле (3.1): Частота вращения первого вала: Модуль для первого зацепления по формуле (3.7): Мощность, передаваемая вторым валом, по формуле (3.2): Частота вращения второго вала: Модуль для второго зацепления по формуле (3.7): Частота вращения третьего вала: Модуль для третьего зацепления по формуле (3.7): Принимаем m1-2 = m2-3 =3 мм; m3-4 = 4 мм. Межосевое расстояние: где Основные размеры зубчатых колес: диаметр делительной окружности: диаметр окружности впадин зубьев: диаметр окружности вершин зубьев: ширина колеса: где ширина шестерни: Размеры зубчатых колес вычисляем по выше перечисленным формулам и сводим в таблицу 3. Таблица 3 – Основные размеры зубчатых колес
Диапазон регулирования
Знаменатель ряда чисел оборотов ![]() где Z – число скоростей. По [2] принимаем стандартное значение знаменателя ряда чисел оборотов φ = 1,06. При
вращения каждого вала. Структурная сетка представлена на рисунке 1, график чисел оборотов на рисунке 2. i6 i3 IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Рисунок 1- Структурная сетка 2Ч4Ч3 i2 i1 i9 IV n nдв Рисунок 2 –График чисел оборотовПо структурной сетке определяем значения передаточных отношений: Определяем числа зубьев в каждом зацеплении по значениям передаточных отношений и сводим в таблицу 1. Таблица 1-Числа зубьев в каждом зацеплении
Согласно структурной сетке 2Ч4Ч3 составляем кинематическую схему коробки скоростей, которая представлена на рисунке 3. Согласно графику чисел оборотов записываем уравнения кинематической цепи:
Э z1=52 z3=50 Рисунок 3 - Кинематическая схема коробки скоростей Полученные результаты сводим в таблицу 2. Таблица 2 – Сравнение частот вращения
![]() Скорость резания при фрезеровании где где НВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал, НВ = 190; nV - показатель степени, nV = 1,25; По заданию Bmin = 40 мм. Bmax = (4ч8)Bmin = 160ч240 мм. Принимаем Bmax = 160 мм. При фрезеровании серого чугуна, марки СЧ20, принимаем глубину резания и подачу: при Bmax = 160 мм t = 4 мм, s = 0,3 мм/зуб; при Bmin = 40 мм t = 2 мм, s = 0,5 мм/зуб. Частота вращения фрезы: Сила резания при обработки заготовки определяется: где НВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал, НВ = 190 МПа; n - показатель степени, n = 1; Мощность при резании Для первого режима резания при ширине заготовки y = 0,47; u = 0,23; p = 0,14; q = 0,37: Частоту вращения фрезы вычисляем по формуле (1.4): Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 0,9; y = 0,8; u = 0,65; q = 0,9; w = 0: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): Для второго режима резания при ширине заготовки y = 0,47; u = 0,23; p = 0,14; q = 0,37: Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 0,9; y = 0,8; u = 0,65; q = 0,9; w = 0: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): При полученных расчетах получаем: Требуемая мощность двигателя: где Принимаем Выбираем электродвигатель асинхронный 4А 160М8 с мощностью Nдв = 11 кВт и синхронной частотой вращения nдв = 750 об/мин. Фрезерные станки предназначены для выполнения широкого круга операций. Они позволяют обрабатывать наружные и внутренние фасонные поверхности, порезать прямые и винтовые канавки, фрезеровать зубья зубчатых колес и т. д. Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрезерные, вертикально- фрезерные и продольно-фрезерные станки, ко вторым – шпоночно-фрезерные, шлице-фрезерные, карусельно-фрезерные и другие станки. Основные технические характеристики вертикально-фрезерного консольного станка 6Р13: Габарит станка (длинаЧширинаЧвысота) …………………...2560Ч2260Ч2120 мм Вес станк…..………………………………………………………………… 4200 кгРазмеры рабочей поверхности стола (длинаЧширина) ……………. 1600Ч400 мм Наибольшие перемещения стола: продольное …………………………………………………………..1000 мм поперечное ……. …………………………………………………… 300 мм вертикальное………………………………………………………….. 420 мм Перемещение гильзы со шпинделем………………………………………… 80 мм Наибольший угол поворота шпиндельной головки…………………….. Подача стола: продольная и поперечная..………………………………… 25-1250 мм/мин вертикальная..…………………………………………….. 8,3-416,6 мм/мин ![]() 1 Справочник технолога-машиностроителя – В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1985.- 656 с. ил. 2 Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.- М: Высшая школа, 1962.- 425 с. ил. 3 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся техникумов/ С.А. Чернавский, К.Н. Набоков, И.М. Чернин и др.- 2-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1988.- 416 с. ил. ![]() Крутящий момент двигателя: где Крутящие моменты на валах рассчитываем по следующим формулам: Крутящий момент на первом валу по формуле (4.2): Крутящий момент на втором валу по формуле (4.3): Крутящий момент на третьем валу по формуле (4.4): Крутящий момент на четвёртом валу по формуле (4.5): 4.1 Ориентировочный расчет валов Предварительный расчет проводим на кручение по допускаемым напряжениям: где Диаметр первого вала по формуле (4.6): Диаметр второго вала по формуле (4.6): Диаметр четвёртого вала по формуле (4.6): 4.2 Уточненный расчет валов Уточнённый расчет проводим для наиболее нагруженного вала (с наибольшим крутящим моментом). Выбираем колесо с наименьшим диаметром на этом валу и для него строим эпюры моментов, которые возникают при вращении. Окружное усилие, возникающее в зацеплении: где Для четвертого вала, на котором Радиальное усилие: где
Находим сумму моментов относительно точки В: Изгибающий момент в плоскости xz: Изгибающий момент в плоскости yz: По полученным данным строим эпюры моментов, которые представлены на рисунке 4 .
427,2 Рисунок 4- Эпюры моментов
После уточнённого расчета диаметр четвертого вала увеличился на 19% по сравнению с предварительным расчетом, следовательно, диаметры остальных валов увеличиваем на 19%. Принимаем диаметры валов: dв1 = 37 мм, dв2 = 40 мм, dв3 = 43 мм, dв4 = 47 мм; диаметры валов под подшипниками: dп1 = 40 мм, dп2 = 40 мм, dп3 = 45 мм, dп4 = 50 мм; диаметры валов под колесами: dк1 = 46 мм, dк2 = 46 мм, dк3 = 46 мм, dк4 = 52 мм. Определяем мощность, передаваемую каждым валом: где Выбираем материал для зубчатых колес сталь 40Х, термообработка улучшение 257НВ, предел выносливости где Для легированной стали: Принимаем Принимаем Допускаемое напряжение на изгиб по формуле (3.5): Для стальных зубчатых колес модуль определяется, исходя из условия прочности зуба на изгиб: где где где Принимаем Принимаем Мощность, передаваемая первым валом , по формуле (3.1): Частота вращения первого вала: Модуль для первого зацепления по формуле (3.7): Мощность, передаваемая вторым валом, по формуле (3.2): Частота вращения второго вала: Модуль для второго зацепления по формуле (3.7): Частота вращения третьего вала: Модуль для третьего зацепления по формуле (3.7): Принимаем m1-2 = 3 мм; m2-3 = m3-4 = 4 мм. Межосевое расстояние: где Основные размеры зубчатых колес: диаметр делительной окружности: диаметр окружности впадин зубьев: диаметр окружности вершин зубьев: ширина колеса: где ширина шестерни: Размеры зубчатых колес вычисляем по выше перечисленным формулам и сводим в таблицу 3. Таблица 3 – Основные размеры зубчатых колес
Диапазон регулирования
![]() где Z – число скоростей. По [2] принимаем стандартное значение знаменателя ряда чисел оборотов φ = 1,06. При
вращения каждого вала. Структурная сетка представлена на рисунке 1, график чисел оборотов на рисунке 2. IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Рисунок 1- Структурная сетка 3Ч2Ч3 i3 i2 i9 i7 IV nдв Рисунок 2 –График чисел оборотовПо структурной сетке определяем значения передаточных отношений: Определяем числа зубьев в каждом зацеплении по значениям передаточных отношений и сводим в таблицу 1. Таблица 1-Числа зубьев в каждом зацеплении
Согласно структурной сетке 3Ч2Ч3 составляем кинематическую схему коробки скоростей, которая представлена на рисунке 3. Согласно графику чисел оборотов записываем уравнения кинематической цепи:
z8=49 z15=47
Э z1=49 z3=51 Рисунок 3 - Кинематическая схема коробки скоростей Полученные результаты сводим в таблицу 2. Таблица 2 – Сравнение частот вращения
На наиболее нагруженный вал выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии №210. Эквивалентная нагрузка: где Номинальная долговечность в часах: где Долговечность подшипников на четвертом валу при максимальной частоте вращения Учитывая то, что коробка скоростей состоит из прямозубых цилиндрических колес, выбираем для оставшихся валов шарикоподшипники радиальные опорные легкой серии: первого и второго валов №208, для третьего вала №209, для четвертого вала №210. Номинальные размеры подшипников сводим в таблицу 4. Таблица 4 - Номинальные размеры подшипников
6.1 Шпоночные соединения Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Размеры шпонок выбираем по ГОСТ 23360-78. Напряжение смятия: где На втором валу для зубчатых колес 2, 4, 6 назначаем призматические шпонки 14Ч9Ч28 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): На четвертом валу для зубчатых колес 12, 14, 16 назначаем призматические шпонки 16Ч10Ч40 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): Параметры шпонок сводим в таблицу 5. Таблица 5 – Конструкционные размеры шпоночных соединений
6.2 Шлицевые соединения Шлицевые соединения выбираем по [3] в зависимости от диаметра вала. Выбранное соединение проверяем на смятие: где М - передаваемый крутящий момент, Нм; Z - число шлицев; где На первом валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 54 мм, шириной шлицев b = 9 мм, и величиной фаски f = 0,5 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : На втором валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 54 мм, шириной шлицев b = 9 мм, и величиной фаски На третьем валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 54 мм, шириной шлицев b = 9 мм, и величиной фаски f = 0,5 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : Номинальные размеры шлицевых прямобочных соединений сводим в таблицу 6. Таблица 6 – Конструкционные размеры шлицевых соединений
7 Техника безопасности при работе на станках фрезерной группы и смазка станка Современные станки являются мощными машинами, предназначеными для обработки металлов путем снятия стружки. Возможность получения травм при работе на станках обязывает применять специальные устройства и приспособления, обеспечивающие безопасную работ. Все вращающиеся части необходимо закрывать крышками и кожухами. Применять стружкоотводы и пылесборники, которые защищают рабочего от попадания в него мелкой стружки. Рабочий должен иметь специальную одежду и быть внимательным при работе на станке. Рабочее место должно иметь хорошее освещение в дневное и вечернее время суток. На рабочем месте нужно проверить убрана ли стружка со станка и пол, а так же удалить все лишние предметы. Проверить исправность предохранительных ограждений на станке, они должны быть надежно закреплены. Категорически запрещается снимать ограждения во время работы станка. Перед пуском станка проверить исправность электрооборудования. Обрабатываемая деталь и режущий инструмент должны быть надежно закреплены. Держать деталь руками запрещается. Не разрешается измерять деталь во время работы станка. Нельзя удалять стружку руками. Смазка зубчатых колес осуществляется разбрызгиванием индустриаль- ного масла И-30, которое заливается в корпус коробки скоростей. Обьем маслянной ванны определяем из расчета 0,25 Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом УС-2, закладываемом при монтаже. ![]() Крутящий момент двигателя: где Крутящие моменты на валах рассчитываем по следующим формулам: Крутящий момент на первом валу по формуле (4.2): Крутящий момент на втором валу по формуле (4.3): Крутящий момент на третьем валу по формуле (4.4): Крутящий момент на четвёртом валу по формуле (4.5): 4.1 Ориентировочный расчет валов Предварительный расчет проводим на кручение по допускаемым напряжениям: где Диаметр первого вала по формуле (4.6): Диаметр второго вала по формуле (4.6): Диаметр четвёртого вала по формуле (4.6): 4.2 Уточненный расчет валов Уточнённый расчет проводим для наиболее нагруженного вала (с наибольшим крутящим моментом). Выбираем колесо с наименьшим диаметром на этом валу и для него строим эпюры моментов, которые возникают при вращении. Окружное усилие, возникающее в зацеплении: где Для четвертого вала, на котором Радиальное усилие: где
Находим сумму моментов относительно точки В: Изгибающий момент в плоскости xz: Изгибающий момент в плоскости yz: По полученным данным строим эпюры моментов, которые представлены на рисунке 4 .
407,88 Рисунок 4- Эпюры моментов
После уточнённого расчета диаметр четвертого вала увеличился на 15% по сравнению с предварительным расчетом, следовательно, диаметры остальных валов увеличиваем на 15%. Принимаем диаметры валов: dв1 = 35 мм, dв2 = 35 мм, dв3 = 39 мм, dв4 = 47 мм; диаметры валов под подшипниками: dп1 = 35 мм, dп2 = 35 мм, dп3 = 40 мм, dп4 = 50 мм; диаметры валов под колесами: dк1 = 36 мм, dк2 = 36 мм, dк3 = 42 мм, dк4 = 52 мм. На наиболее нагруженный вал выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии №210. Эквивалентная нагрузка: где Номинальная долговечность в часах: где Долговечность подшипников на четвертом валу при максимальной частоте вращения Учитывая то, что коробка скоростей состоит из прямозубых цилиндрических колес, выбираем для оставшихся валов шарикоподшипники радиальные опорные легкой серии: первого и второго валов №207, для третьего вала №208, для четвертого вала №210. Номинальные размеры подшипников сводим в таблицу 4. Таблица 4 - Номинальные размеры подшипников
![]() Скорость резания при фрезеровании где где НВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал, НВ = 150; nV - показатель степени, nV = 1,25; По заданию Bmax = 350 мм. Bmin = (0,125ч0,25) Bmax = 43,75ч87,5 мм. Принимаем Bmin = 80 мм. При фрезеровании ковкого чугуна, марки КЧ35-10, принимаем глубину резания и подачу: при Bmax = 350 мм t = 4 мм, s = 0,3 мм/зуб; при Bmin = 80 мм t = 2 мм, s = 0,5 мм/зуб. Частота вращения фрезы: Сила резания при обработки заготовки определяется: где НВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал, НВ = 150 МПа; n - показатель степени, n = 1; Мощность при резании Для первого режима резания при ширине заготовки y = 0,32; u = 0,22; p = 0; q = 0,22: Частоту вращения фрезы вычисляем по формуле (1.4): Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 1; y = 0,75; u = 0,75; q = 1,3; w = 0,2: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): Для второго режима резания при ширине заготовки y = 0,32; u = 0,22; p = 0; q = 0,22: Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 1; y = 0,75; u = 0,75; q = 1,3; w = 0,2: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): При полученных расчетах получаем: Требуемая мощность двигателя: где Принимаем Выбираем электродвигатель асинхронный 4А 160S6 с мощностью Nдв = 11 кВт и синхронной частотой вращения nдв = 1000 об/мин. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АРЗАМАССКИЙ ФИЛИАЛ Кафедра Технология машиностроения__________________________ Заведующий кафедрой ___________________________Пучков В. П.___ (подпись) (фамилия, и., о.) __________________________________________ (дата) __ Проектирование привода главного движения металлорежущего станка_________ _ фрезерной группы на основе модели 6Р13 _ _______________________________________________________________(наименование темы проекта или работы) ____________________________________________________________________________________________________ Пояснительная записка К_курсовому проекту по дисциплине <<Оборудование МП >>_________ (вид документа - проект дипломный, курсовой, исследовательская работа или часть и т. п.) КОНСУЛЬТАНТЫ РУКОВОДИТЕЛЬ По___________________________________ ________________Баженов С. А.___ (подпись) (фамилия, .и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия,.и.,о.) __________________________________ (дата) _______________________________________ (дата) СТУДЕНТ 2. По___________________________________ Квасов В. В. (подпись) (фамилия,. и., о.) _______________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) АЗМ 2001-2 (дата) (группа или шифр) _______________________________________ (дата) 3. По___________________________________ _______________________________________ (подпись) (фамилия,. и.о.) Проект защищен ________________(дата) _______________________________________ (дата) Протокол №_________________________ РЕЦЕНЗЕНТ С оценкой_____________________ _________________________________________ (подпись) (фамилия, .и.о.) ________________________________________ _______________________________________ (дата) 2004г. Диапазон регулирования
Знаменатель ряда чисел оборотов ![]() где Z – число скоростей. По [2] принимаем стандартное значение знаменателя ряда чисел оборотов φ = 1,12. При
вращения каждого вала. Структурная сетка представлена на рисунке 1, график чисел оборотов на рисунке 2. IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Рисунок 1- Структурная сетка 2Ч3Ч4 i2 i1 i9 i8 n nдв Рисунок 2 –График чисел оборотовПо структурной сетке определяем значения передаточных отношений: Определяем числа зубьев в каждом зацеплении по значениям передаточных отношений и сводим в таблицу 1. Таблица 1-Числа зубьев в каждом зацеплении
Согласно структурной сетке 2Ч3Ч4 составляем кинематическую схему коробки скоростей, которая представлена на рисунке 3. Согласно графику чисел оборотов записываем уравнения кинематической цепи:
Э z1=39 z3=36 Рисунок 3 - Кинематическая схема коробки скоростей Полученные результаты сводим в таблицу 2. Таблица 2 – Сравнение частот вращения
Определяем мощность, передаваемую каждым валом: где Выбираем материал для зубчатых колес сталь 40Х, термообработка улучшение 257НВ, предел выносливости где Для легированной стали: Принимаем Принимаем Допускаемое напряжение на изгиб по формуле (3.5): Для стальных зубчатых колес модуль определяется, исходя из условия прочности зуба на изгиб: где где где Принимаем Принимаем Мощность, передаваемая первым валом , по формуле (3.1): Частота вращения первого вала: Модуль для первого зацепления по формуле (3.7): Мощность, передаваемая вторым валом, по формуле (3.2): Частота вращения второго вала: Модуль для второго зацепления по формуле (3.7): Частота вращения третьего вала: Модуль для третьего зацепления по формуле (3.7): Принимаем m1-2 = 3 мм; m2-3 = 4; m3-4 = 5 мм. Межосевое расстояние: где Основные размеры зубчатых колес: диаметр делительной окружности: диаметр окружности впадин зубьев: диаметр окружности вершин зубьев: ширина колеса: где ширина шестерни: Размеры зубчатых колес вычисляем по выше перечисленным формулам и сводим в таблицу 3. Таблица 3 – Основные размеры зубчатых колес
6.1 Шпоночные соединения Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Размеры шпонок выбираем по ГОСТ 23360-78. Напряжение смятия: где На втором валу для зубчатых колес 2, 4 назначаем призматические шпонки 14Ч9Ч28 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): На четвертом валу для зубчатых колес 10, 14, 16, 18 назначаем призматические шпонки 25Ч14Ч56 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): Параметры шпонок сводим в таблицу 5. Таблица 5 – Конструкционные размеры шпоночных соединений
6.2 Шлицевые соединения Шлицевые соединения выбираем по [3] в зависимости от диаметра вала. Выбранное соединение проверяем на смятие: где М - передаваемый крутящий момент, Нм; Z - число шлицев; где На первом валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 48 мм, шириной шлицев b = 8 мм, и величиной фаски f = 0,4 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : На втором валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 54 мм, шириной шлицев b = 9 мм, и величиной фаски На третьем валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 72 мм, шириной шлицев b = 912 мм, и величиной фаски f = 0,5 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : Номинальные размеры шлицевых прямобочных соединений сводим в таблицу 6. Таблица 6 – Конструкционные размеры шлицевых соединений
На наиболее нагруженный вал выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии №217. Эквивалентная нагрузка: где Номинальная долговечность в часах: где Долговечность подшипников на четвертом валу при максимальной частоте вращения Учитывая то, что коробка скоростей состоит из прямозубых цилиндрических колес, выбираем для оставшихся валов шарикоподшипники радиальные опорные легкой серии: первого вала №208, для второго вала №209, для третьего вала №212, для четвертого вала №217. Номинальные размеры подшипников сводим в таблицу 4. Таблица 4 - Номинальные размеры подшипников
![]() Крутящий момент двигателя: где Крутящие моменты на валах рассчитываем по следующим формулам: Крутящий момент на первом валу по формуле (4.2): Крутящий момент на втором валу по формуле (4.3): Крутящий момент на третьем валу по формуле (4.4): Крутящий момент на четвёртом валу по формуле (4.5): 4.1 Ориентировочный расчет валов Предварительный расчет проводим на кручение по допускаемым напряжениям: где Диаметр первого вала по формуле (4.6): Диаметр второго вала по формуле (4.6): Диаметр четвёртого вала по формуле (4.6): 4.2 Уточненный расчет валов Уточнённый расчет проводим для наиболее нагруженного вала (с наибольшим крутящим моментом). Выбираем колесо с наименьшим диаметром на этом валу и для него строим эпюры моментов, которые возникают при вращении. Окружное усилие, возникающее в зацеплении: где Для четвертого вала, на котором Радиальное усилие: где
Находим сумму моментов относительно точки В: Изгибающий момент в плоскости xz: Изгибающий момент в плоскости yz: По полученным данным строим эпюры моментов, которые представлены на рисунке 4 .
2330,9 Рисунок 4- Эпюры моментов
После уточнённого расчета диаметр четвертого вала увеличился на 25% по сравнению с предварительным расчетом, следовательно, диаметры остальных валов увеличиваем на 25%. Принимаем диаметры валов: dв1 = 36 мм, dв2 = 44 мм, dв3 = 56 мм, dв4 = 81 мм; диаметры валов под подшипниками: dп1 = 40 мм, dп2 = 45 мм, dп3 = 60 мм, dп4 = 85 мм; диаметры валов под колесами: dк1 = 42 мм, dк2 = 46 мм, dк3 = 62 мм, dк4 = 90 мм. Содержание
4.1 Ориентировочный расчет валов …………………………………………. 26 4.2 Уточненный расчет валов…………………………………………………...27 5 Подбор подшипников …………………………………………………………31 6 Расчет шпоночных и шлицевых соединений ………………………………..336.1 Шпоночные соединения ……………………………………………………33 6.2 Шлицевые соединения ……………………………………………………...34 7 Техника безопасности при работе на станках сверлильной группы и смазка станка …………………………………………………………………….37 Заключение ………………………………………………………………………38 Библиографический список …………………………………………………….397 Техника безопасности при работе на станках фрезерной группы и смазка станка Современные станки являются мощными машинами, предназначеными для обработки металлов путем снятия стружки. Возможность получения травм при работе на станках обязывает применять специальные устройства и приспособления, обеспечивающие безопасную работ. Все вращающиеся части необходимо закрывать крышками и кожухами. Применять стружкоотводы и пылесборники, которые защищают рабочего от попадания в него мелкой стружки. Рабочий должен иметь специальную одежду и быть внимательным при работе на станке. Рабочее место должно иметь хорошее освещение в дневное и вечернее время суток. На рабочем месте нужно проверить убрана ли стружка со станка и пол, а так же удалить все лишние предметы. Проверить исправность предохранительных ограждений на станке, они должны быть надежно закреплены. Категорически запрещается снимать ограждения во время работы станка. Перед пуском станка проверить исправность электрооборудования. Обрабатываемая деталь и режущий инструмент должны быть надежно закреплены. Держать деталь руками запрещается. Не разрешается измерять деталь во время работы станка. Нельзя удалять стружку руками. Смазка зубчатых колес осуществляется разбрызгиванием индустриаль- ного масла И-30, которое заливается в корпус коробки скоростей. Обьем маслянной ванны определяем из расчета 0,25 Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом УС-2, закладываемом при монтаже. 6.1 Шпоночные соединения Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Размеры шпонок выбираем по ГОСТ 23360-78. Напряжение смятия: где На втором валу для зубчатых колес 2, 4 назначаем призматические шпонки 10Ч8Ч28 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): На четвертом валу для зубчатых колес 14, 16, 18 назначаем призматические шпонки 16Ч10Ч36 по ГОСТ 23360-78 . Проверку соединения на смятие производим по формуле (6.1): Параметры шпонок сводим в таблицу 5. Таблица 5 – Конструкционные размеры шпоночных соединений
6.2 Шлицевые соединения Шлицевые соединения выбираем по [3] в зависимости от диаметра вала. Выбранное соединение проверяем на смятие: где М - передаваемый крутящий момент, Нм; Z - число шлицев; где На первом валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 42 мм, шириной шлицев b = 7 мм, и величиной фаски f = 0,4 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : На втором валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 42 мм, шириной шлицев b = 7 мм, и величиной фаски На третьем валу для подвижного блока колес назначаем шлицевое прямобочное соединение средней серии с числом шлицев Z = 8, наружным диаметром в = 54 мм, шириной шлицев b = 9 мм, и величиной фаски f = 0,5 мм по ГОСТ 1139-80 .Проверку шлицевого соединения производим по формуле (6.3) : Номинальные размеры шлицевых прямобочных соединений сводим в таблицу 6. Таблица 6 – Конструкционные размеры шлицевых соединений
![]() 1 Справочник технолога-машиностроителя – В 2-х т. Т.2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1985.- 656 с. ил. 2 Проников А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков.- М: Высшая школа, 1962.- 425 с. ил. 3 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся техникумов/ С.А. Чернавский, К.Н. Набоков, И.М. Чернин и др.- 2-е изд. перераб. и доп.- М: Машиностроение, 1988.- 416 с. ил. Фрезерные станки предназначены для выполнения широкого круга операций. Они позволяют обрабатывать наружные и внутренние фасонные поверхности, порезать прямые и винтовые канавки, фрезеровать зубья зубчатых колес и т. д. Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрезерные, вертикально- фрезерные и продольно-фрезерные станки, ко вторым – шпоночно-фрезерные, шлице-фрезерные, карусельно-фрезерные и другие станки. Основные технические характеристики вертикально-фрезерного консольного станка 6Р13: Габарит станка (длинаЧширинаЧвысота) …………………...2560Ч2260Ч2120 мм Вес станк…..………………………………………………………………… 4200 кгРазмеры рабочей поверхности стола (длинаЧширина) ……………. 1600Ч400 мм Наибольшие перемещения стола: продольное …………………………………………………………..1000 мм поперечное ……. …………………………………………………… 300 мм вертикальное………………………………………………………….. 420 мм Перемещение гильзы со шпинделем………………………………………… 80 мм Наибольший угол поворота шпиндельной головки…………………….. Подача стола: продольная и поперечная..………………………………… 25-1250 мм/мин вертикальная..…………………………………………….. 8,3-416,6 мм/мин Чтобы обеспечить машиностроение высококачественными станками для осуществления разнообразных технологических процессов с высокими экономическими показателями, станкостроение должно решать следущие задачи: - повышение качества станков – повышение их точности, жесткости, виброустойчивости, надежности и долговечности; повышение технических характеристик (быстроходности, мощности, к. п. д.); - дальнейшая автоматизация станков – создание новейших автоматов, автоматических линий и универсальных металлорежущих станков с автоматизацией вспомогательных и контрольных операций, станков с ЧПУ; - повышение экономичности станков – удешевление их производства и проектирования, снижение веса и габаритов, применение новых материалов; создание более технологичных конструкций; - расширение технологических возможностей станков; - планомерное обновление парка станков – замена устаревших моделей более совершенными и прогрессивными группами станков, модернизация станков. ![]() Скорость резания при фрезеровании где где где Кг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, Кг = 0,9; σВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал; σV = 800 МПа; nV - показатель степени, nV = 1,35; По заданию Bmin = 20 мм. Bmax = (4ч8)Bmin = 80ч160 мм. Принимаем Bmax = 100 мм. При фрезеровании легированной стали, марки 15ХМ, принимаем глубину резания и подачу: при Bmax = 100 мм t = 4 мм, s = 0,25 мм/зуб; при Bmin = 20 мм t = 2 мм, s = 0,4 мм/зуб. Частота вращения фрезы: Сила резания при обработки заготовки определяется: где σВ -параметр, характеризующий обрабатываемый материал; σV = 800 МПа; n - показатель степени, n = 0,3; Мощность при резании Для первого режима резания при ширине заготовки в = 125 мм, числом зубьев Z = 12 и периодом стойкости T = 180 мин. Скорость резания вычисляем по формуле (1.1), приняв по [1] m = 0,33; x = 0,19; y = 0,28; u = 0,08; p = 0,1; q = 0,17: Частоту вращения фрезы вычисляем по формуле (1.4): Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 0,88; y = 0,75; u = 0,6; q = 0,87; w = 0: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): Для второго режима резания при ширине заготовки в = 63 мм, числом зубьев Z = 8 и периодом стойкости T = 120 мин. Скорость резания вычисляем по формуле (1.1), приняв по [1] m = 0,33; x = 0,19; y = 0,28; u = -0,05; p = 0,1; q = 0,17: Силу резания вычисляем по формуле (1.5) ,приняв по [1] x = 0,88; y = 0,75; u = 0,6; q = 0,87; w = 0: Мощность резания вычисляем по формуле (1.7): При полученных расчетах получаем: Требуемая мощность двигателя: где Принимаем Выбираем электродвигатель асинхронный 4А 160М8 с мощностью Nдв = 11 кВт и синхронной частотой вращения nдв = 750 об/мин. |