Состав курсового проекта

Оглавление

1. Состав курсового проекта. 5

2. Исходные данные. 7

3. Обоснование выбора двигателя и кинематической схемы коробки скоростей (КС) 7

3.1. Исходные данные (ИД) 7

3.2. Построение требуемых нагрузочных характеристик привода. 7

3.3. Выбор двигателя и структуры КС.. 9

4. Расчеты по выбору параметров зубчатых передач. 15

4.1. Определение чисел зубьев зубчатых колес. 15

4.2. Уточнение передаточных отношений передач. 16

4.3. Определение частот вращения электродвигателя, валов и шпинделя. 17

4.4. Определение модуля зубчатых колес. 17

4.5. Расчет межосевых расстояний и диаметров колес. 19

4.6. Расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления 20

5. Разработка конструкции коробки скоростей. 21

5.1. Электродвигатели и способы их соединения с КС.. 21

5.2. Зубчатые колеса. 21

5.3. Валы.. 22

5.4. Шпоночные и шлицевые соединения. 23

5.5. Пружинные разрезные кольца. 23

6. Определение расчетных нагрузок. 24

6.1. Расчет мощности холостого хода и КПД привода. 24

6.2. Определение расчетных частот вращения и моментов на валах для расчета на прочность 26

6.3. Определение усилий в зубчатых передачах. 27

7. Расчеты деталей на прочность и жесткость. 27

7.1. Расчет цилиндрических зубчатых передач. 27

7.2. Расчеты по валам и их опорам.. 30

7.3. Расчет шлицевых и шпоночных соединений. 34

8. Проектирование механизмов переключения блоков. 38

9. Конструирование и расчет шпиндельного узла. 40

9.1. Выбор основных параметров. 40

9.2. Особенности конструкции. 40

9.3. Расчет жесткости. 41

9.4. Расчет долговечности подшипников шпинделя. 43

10. Примеры конструкций приводов главного движения. 45

Приложения. 47

1. Электродвигатели постоянного тока серии 4ПФ для приводов главного движения. 47

2. Стандартные ряды частот вращения. 49

3. Допускаемые окружные скорости для различных степеней точности изготовления цилиндрических зубчатых колес. 49

4. Конструктивные элементы коробок скоростей. 50

4.1. Соединение двигателя с валом коробки скоростей при помощи втулочно-пальцевой муфты 50

4.2. Конструкции зубчатых колес. 51

4.3. Способы закрепления неподвижных зубчатых колес на валах. 52

4.4. Способы закрепления зубчатых колес на валах. 53

4.5. Блок зубчатых колес составной конструкции. 54

4.6. Бочкообразная форма торцев зубьев переключаемых колес. 55

4.7. Определение расстояний между неподвижными зубчатыми колесами групп передач 56

4.8. Посадки зубчатых колес. 57

4.9. Шпонки призматические, применяемые в станкостроении. 58

4.10. Конструктивные элементы и изображение шлицевого соединения. 59

4.11. Размеры и посадки шлицевых соединений. 60

4.12. Пример конструкции узла со шлицевым валом и составным блоком зубчатых колес 61

4.13. Кольца пружинные. 62

4.14. Примеры крепления подшипников с помощью пружинных колец. 63

5. Механические характеристики сталей, применяемых для зубчатых колес 64

6. Элементы конструкции шпиндельных узлов. 65

6.1. Основные типы передних концов шпинделей. 65

6.2. Основные параметры подшипников роликовых радиальных серии 3182100. 66

6.3. Основные параметры подшипников шариковых упорно-радиальных серии 178800 68

6.4. Конструкция передней опоры шпинделя многоцелевого станка. 69

6.5. Шпиндельный узел многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка. 69

6.6. Шпиндельный узел токарного станка с высокоскоростными коническими роликоподшипниками с управляемым натягом.. 70

6.7. Шпиндельный узел токарного полуавтомата с ЧПУ.. 70

6.8. Шпиндельный узел многоцелевого станка на шарикоподшипниках. 71

6.9. Шпиндельный узел токарного автомата с ЧПУ.. 71

7. Примеры конструкций приводов главного движения. 72

7.1. Развертка главного привода токарного станка модели 1740РФ3. 72

7.2. Свертка главного привода токарного станка модели 1740 РФ3. 73

7.3. Механизм переключения блоков главного привода станка модели 1740РФ3. 74

7.4. Развертка главного привода расточного станка модели 2627ПМФ4. 75

7.5. Развертка главного привода многоцелевогоо станка модели 6560МФ3. 76

7.6. Развертка главного привода специального фрезерного станка модели 16ФСП.. 77

Список литературы.. 78

Введение

Важнейшей задачей станкостроения является повышение эффективности и технического уровня металлорежущих станков. Во многом это обеспечивается за счет оптимального проектирования привода главного движения. В большинстве современных станков главный привод осуществляет вращательное движение инструмента (или обрабатываемого изделия) и состоит из регулируемого в широком диапазоне частот вращения электродвигателя в сочетании с коробкой скоростей на 2…4 механические ступени.

В настоящей работе рассмотрены методы рационального конструирования приводов главного движения, применяемые при проектировании и модернизации станков. Их изучение необходимо для студентов специальности 120200, приступающих к курсовому и дипломному проектированию.

Для наглядности методика проектирования иллюстрируется сквозным примером расчета главного привода многоцелевого станка для обработки корпусных деталей с размером стола 500х500 мм.

Состав курсового проекта

В курсовом проекте разрабатывается и рассчитывается привод главного движения, состоящий из регулируемого электродвигателя, коробки скоростей на 2...4 ступени и шпиндельного узла. Проектирование обычно ведется по выбранному руководителем прототипу, но при измененных исходных данных. Проект состоит из графической части и расчетно-пояснительной записки объемом 20…25 листов.

Исходные данные.

Задаются следующими двумя основными способами:

1) Задаются требуемый диапазон частот вращения шпинделя и необходимые нагрузочные характеристики М_Ш= f(n_Ш), N_Ш=f(n_Ш) – момент и мощность на шпинделе в функции от его частоты вращения.

2) Задаются вид и размер обрабатываемых изделий, их материалы и производимые технологические операции, тип станка.

Графическая часть.

Как правило, состоит из двух листов чертежей, включающих:

1) Развертку (продольный разрез) по валам и шпинделю. Этот чертеж является основным для данного проекта.

2) Поперечный разрез (свертку) или вид.

3) Необходимые виды и разрезы по механизму переключения блоков.

По согласованию с руководителем проекта допускается замена чертежей п.п. 2 и 3 на деталировку.

На развертке должны быть показаны валы, их опоры, зубчатые колеса, шпиндель, корпус коробки скоростей, крепление электродвигателя или конструкция шкива ременной передачи; указаны основные линейные и посадочные размеры, а также обозначения для спецификации.

На свертке, помимо всех валов и зубчатых колес, должна быть видна конструкция механизмов переключения блоков.

Графическая часть может быть выполнена любым способом (вручную или с помощью ЭВМ).

Содержание расчетно-пояснительной записки

1) Исходные данные.

2) Краткое описание станка-прототипа и разрабатываемого узла.

3) Обоснование выбора двигателя и кинематической схемы коробки скоростей

- расчеты по выбору двигателя

- кинематическая схема коробки скоростей

- график частот вращения и таблица мощностей и моментов на шпинделе

- график нагрузочных характеристик M_ш= f(n_Ш), N_ш=f(n_ш)

4) Расчеты по выбору параметров зубчатых передач

- определение чисел зубьев колес

- уточнение передаточных отношений передач

- определение частот вращения двигателя, валов и шпинделя

- определение модуля зубчатых колес

- расчет межосевых расстояний и диаметров колес

- расчет наибольших окружных скоростей колес и выбор степени точности их изготовления

5) Определение расчетных нагрузок

- расчет мощности холостого хода и КПД

- определение расчетных частот вращения и моментов на валах для расчета на прочность

- определение окружных и распорных усилий на зубчатых колесах

6) Расчеты деталей на прочность и жесткость

- проверочный расчет одной зубчатой передачи на изгибную и контактную прочность

- расчет двух соседних валов на жесткость

- расчет долговечности подшипников (одного вала или шпинделя)

- расчет шлицевых и шпоночных соединений (по одному)

- расчет шпинделя на жесткость (прогиб или угол поворота переднего конца)

7) Расчеты по механизму переключения блоков

8) Список использованной литературы

Порядок выполнения проекта.

Курсовой проект выполняется согласно выданному в начале семестра заданию. Расчеты и разработка чертежей должны вестись параллельно. Студенты должны являться на все консультации и предъявлять выполненные ими разделы записки и чертежи. Защита проекта производится в последние две недели семестра.

Исходные данные

Исходные данные к курсовому проекту задаются одним из двух способов:

2.1. Задается требуемый диапазон частот вращения шпинделя и нагрузочные характеристики М_Ш= f(n_Ш), N_Ш=f(n_Ш) – требуемые момент и мощность на шпинделе в функции от его частоты вращении, определяемые технологическим назначением станка-прототипа.

Для рассматриваемого привода многоцелевого станка исходные данные приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Требуемые нагрузочные характеристики на шпинделе

Частота вращения шпинделя, мин-1	Мин.							Макс.
Крутящий момент на шпинделе, Нм
Мощность, кВт	1,2	2,7	6,7	8,2	6,6	7,8	8,2	8,2

2.2. Задаются вид и размер обрабатываемых изделий, их материалы и производимые технологические операции, а также прототип станка.