Проектирование привода главного движения металлорежущего станка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Оборудование машиностроительного производства

Проектирование привода главного движения металлорежущего станка

РЕФЕРАТ

станок привод шпиндельный вал

В данной работе рассматриваются возможные варианты компоновок станка, разрабатывается кинематическая схема привода главного движения. Производится проектировочный и проверочный расчет зубчатых передач разрабатываемого привода, расчет шпиндельного вала на точность вращения и на жесткость.

ВВЕДЕНИЕ

Металлорежущий станок-машина-орудие, предназначенная для изготовления деталей других машин путём снятия стружки преимущественно лезвийным или абразивным инструментом. Процесс резания на станке осуществляется с помощью согласованных относительных движений режущего инструмента и заготовки, которые образуют форму поверхности будущей детали. [1, с.4]

Металлорежущие станки разнообразнее любых других технологических машин. Их различают по технологическому назначению и режущим инструментам, по размерам и типовым разновидностям, по системам управления и степени автоматизации и ,кроме того, по компоновкам. Разнообразие компоновок является следствием не только множества технологических задач, размеров и форм обрабатываемых деталей, но и развития конструкций станков и способов обработки, причем в самом относительном характере движения формообразования заключено многообразие возможных вариантов движений заготовки и инструментов, а следовательно, и компоновок станков. [2 с.3]

1. Обоснование выбора технической характеристики станка с ЧПУ

По техническому заданию необходимо шпиндельную бабку станка токарного патронного с ЧПУ , т.е требуется модернизировать его для обработки детали «Шкив коленчатого вала». Для этого нужно произвести расчет технической характеристики станка.

Приводы главного движения с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя позволяют точно выдерживать скорость резания, заданную технологическим процессом обработки детали, и автоматически регулировать её при выполнении различных технологических переходов, по сравнению с приводами со ступенчатым регулированием частот вращения шпинделя. А это повышает точность и производительность обработки и даёт возможность автоматизировать процесс управления приводом главного движения, поэтому такие приводы применяются в станках с ЧПУ. В качестве источника движения используются регулируемые электродвигатели постоянного и переменного тока.

В станках с ЧПУ токарной группы между электродвигателем и коробкой скоростей устанавливают ремённую передачу с передаточным отношением i=0,5…2 для гашения вынужденных колебаний от электродвигателя. Ремённая передача ставится также между коробкой и шпинделем, если частота последнего более . Как правило, на таких высоких оборотах шпинделя выполняются чистовые и отделочные операции, когда требуется плавное безвибрационное вращение шпинделя. [1с.119]

1.1 Исходные данные

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются:

- чертеж обрабатываемой детали;

- технологический процесс обработки на одну операцию

- паспорт станка- прототипа 16К20Ф3.

Обрабатываемая деталь- «Шкив коленчатого вала». По вкачестве заготовки используется отливка нормальной точности, материал- ВЧ50.

Токарный станок модели 16К20Ф3 относится к универсальным станкам нормального класса точности (Н). Применяется в мелкосерийном и серийном производстве с частой сменой объекта изготовления. Станок предназначен для обработки деталей типа тел вращения.

1.2 Модернизация станка прототипа

В качестве модернизации станка прототипа модернизируем коробку скоростей под коробку станка с ЧПУ 16К20Ф3.

Установим требования к точности и качеству обрабатываемых поверхностей на проектируемом станке, для выполнения операций данная деталь подвергается следующим видам обработки: подрезание торцев, продольное точение, снятие фасок, прорезание канавок, растачивание отверстий. По точности данный станок будет проектироваться для выполнения 14…7 квалитетов точности, шероховатость поверхностей Ra=12,5…1,6 мкм

1.3 Определение технических характеристик и требования к нему

Компоновка станка

В связи с ограниченным разнообразием вариантов компоновок для станков токарной группы предложено 4 структурные формулы ChOXZ, ChOZX, СhZOX, ChOZXC. Отличия предложенных вариантов в большей степени зависят от геометрического расположения рабочих органов станка.

Наиболее приемлемый вариант структурной формул, относящийся к базовому станку ChOZXC.

С- вращение заготовки, установленной в патроне станка;

О- неподвижная часть станка- станина;

Z- продольное перемещение суппорта станка вдоль оси Z по направляющим станка;

Обратим внимание на то, что в поперечном сечении направляющие станка имеют определенный угол наклона. Такая конфигурация обеспечивает автоматическую очистку направляющих от попадения на них стружки в процессе обработки детали.

Х- поперечное перемещение вдоль оси Х горизонтально расположенного револьверного суппорта.

С- поворот вокруг оси Z револьверного суппорта.

1.4 Расчет режимов резания на токарные операции

Операция 005 токарная

Поверхность 1 (торец) t=2,

=94,5м/мин[12,с 21]

=1,2; =0,9; =1,4.

; [12, с.15]

[12, с.27]

Остальные расчеты аналогичны, поэтому сведем в одну общую таблицу результаты по всем расчетам:

Таблица 1.1- Режимы резания

Операция	Поверхность	V, М/мин	n, об/мин	Sо, мм/об	Np, кВт
005	1	143	859	0.45	2.86
	2	136	519	0.4	3.74
	3	136	519	0.4	3.74
	4	136	593	0.4	2.72
	5	136	516	0.4	4.08
	6	136	516	0.4	4.08
	7	136	817	0.4	2.72
	8	136	814	0.4	4.08
	9	148	827	0.4	2.96
010	1	197	615	0.2	1.2
	2	181	506	0.3	2.17
	3	91	260	0.3	1.09
	4	181	1500	0.3	1.45
	5	142	904	0.4	4.26
	6	142	443	0.4	4.26
	7	142	1413	0.4	3.19
		197	1719	0.15	0.37
		197	1686	0.13	0.33
015	1	196	800	0.15	0.52
	2	196	800	0.15	0.52
	3	196	800	0.15	0.33
	4	196	800	0.15	0.21
	5	121	494	0.1	0.21

2. Кинематический расчет коробки скоростей

1 По режимам резания выясним минимальную и максимальную частоты вращения шпинделя, а также наибольшую мощность резания Nр при выполнении различных технологических операций.

Из технологии обработки детали шкив коленчатого вала определим и :

м/мин м/мин , Nр=4,08 кВт

принимаем для =1,26 , [1, с.194].

2 Рассчитываем мощность электродвигателя по формуле:

(1.1)

где - КПД привода

кВт

3 Выбираем по каталогу (см. табл. П6 [1 с.202]) двигатель постоянного тока по рассчитанной мощности электродвигателя, :

принимаем двигатель 4ПФ132М , Nдв=10 кВт, U=440 В (У станка прототипа N=10 кВт)

4 Рассчитываем диапазон регулирования шпинделя:

(1.2)

5 Вычисляем диапазон регулирования электродвигателя с постоянной мощностью:

(1.3)

где и - соответственно максимальная и номинальная частоты вращения электродвигателя, значения которых находятся по каталогу:

6 Определим число ступеней коробки скоростей по формуле:

(1.4)

Для уменьшения габаритов коробки скоростей и упрощения её конструкции принимаем z=2.

7 Представим число z в виде двойного блока z=2

8 Принимаем стандартное значения знаменателя геометрического ряда . Предпочтительнее рассчитывать коробку скоростей с . Принимаем .

9 Строим график частот вращения с не превышением допустимых значений интервалов для понижающих и повышающих передач в коробке скоростей при выбранном значении [1, табл.4.2,с.43]:

Повышающие передачи - 3

Понижающие передачи - 6

Рисунок 1- График частот вращения станка

Так как на графике частот вращения присутствует зона с постоянным моментом, то необходимо проверить мощность при :

кВт (1.5)

Где

- КПД ременной передачи =0,95

-КПД зубчатой передачи =0,97

- КПД подшипников качения =0,99

- передаточное отношение привода

кВт

10 Определим числа зубьев шестерен:

1) Принимаем диаметр ведущего шкива - мм, тогда диаметр ведомого шкива- мм, по рекомендациям [4, с.286]

2) Принимаем , тогда и

3) Принимаем, тогда и

4) Принимаем, тогда и

При расчете чисел зубьев была использована таблица П3 [1 с.196]

11. Выполним проверку подбора зубьев шестерен

Проверку правильности подбора зубьев шестеренок целесообразно выполнить для кинематических цепей с наибольшей частотой вращения электродвигателя:

Здесь число 0.985- коэффициент проскальзывания ремня.

Отклонение выходит за пределы 2,6%. Внесем изменения в числа зубьев некоторых пар колес в пределах ±1 зуб. Примем:

Для обеспечения плавности вращения и допустимого уровня шума от привода окружную скорость зубчатых колес ограничивают. Для шлифованных стальных прямозубых колес она не должна быть выше 16 м/с, для косозубых- до 30 м/с, а конических колес- до 5 м/с. Для нешлифованных прямозубых колес окружная скорость не выше 6 м/с, косозубых- до12 м/с. Допустимая скорость ременных передач зависит от типа и вида ремня, для всех ремней рекомендуется принять среднюю допустимую скорость до 45 м/с. Следовательно, нужна проверка зубчатых и ременной передач привода на допустимую окружную скорость, которая существенно зависит от их размеров. Для определения диаметров колес необходимо знать их модуль, который для зубчатых колес округляется по выражению:

А- межосевое расстояние,

- числа зубьев пары колес.

Предварительное значение межосевого расстояния определяется:

Где : К- коэффициент, учитывающий твердость зубьев: К=6, если твердости больше 45 HRC и К=8, если твердость меньше 45 HRC или 350 НВ; u- передаточное число; М- вращающий момент на валу, Нм.

Передаваемые крутящие моменты на валах определяются в следующей последовательности. Если известна только мощность электродвигателя Nдв и частота его вращения nдв, то момент на первом валу, соединяемом напрямую с электродвигателем рассчитывается по формуле:

Где:

Где:

12 Определяем межосевые расстояния между валами коробки скоростей:

.

13 Рассчитаем модуль зубчатых колес:

Примем m=3, тогда

Примем =4, тогда

Проверку на допустимую окружную скорость ременной и зубчатых передач произведем по кинематической цепи, дающей наибольшую частоту вращения шпинделя.

Окружная скорость определяется по формуле:

Для ременной передачи:

Для зубчатой пары , вращающейся с

Для зубчатой пары , вращающейся с

Таким образом все колеса коробки скоростей должны быть шлифованными.

Определим предварительные значения диаметров валов [4, с.42]:

Рекомендуемые диаметры валов из условий прочности и жесткости [4, с.42] или [8, с.19], мм: ,

Где - расчётный коэффициент,

- момент на валу, Н•м

Расчёты валов седеем в таблицу 1.14.

Таблица 2 - Предварительные расчёты диаметров валов

Вал		, Н•м	, мм	, мм
быстроходный (входной)	7	193,7	40,5	40
Промежуточный	6,5	465	50,3	50
тихоходный (выходной)	5,5	1192,3	58,3	60

3. Проектировочный расчет

Проектировочный расчет производился при помощи программы WinMachine. Посчитанные программой результаты приведем в таблицах:

Передача : Клиноременная

Таблица 3- Основные данные

Мощность передачи, кВт	10.000
Частота вращения ведущего вала, об./мин.	4000.000
Передаточное число	1.600
Коэффициент динамичности нагрузки	1.200
Максимально допустимое количество ремней	5

Таблица 4- Результаты расчёта ремённых передач

Диаметр ведущего шкива	Диаметр ведомого шкива	Длина ремня	Передаточное число	Межосевое расстояние	Ширина сечения	Высота сечения
125	200	900	1,624	191	14	10,5

Передача : Прямозубая внешнего зацепления

Таблица 5- Основные данные

Рабочий режим передачи	Средневероятный
Термообработка колес
Шестерня	Закалка
Колесо	Закалка
Расположение шестерни на валу	Несимметричное
Реверсивная передача
Момент вращения на ведомом валу, Нм	465.00
Частота вращения ведомого вала, об./мин.	184.69
Передаточное число	2.50
Ресурс, час	8670.00
Число зацеплений
Шестерня	1
Колесо	1
Межосевое расстояние	136.500
Модуль	3.000
Твердость поверхности зубьев шестерни	46.000
Твердость поверхности зубьев колеса	46.000
Число зубьев шестерни	26
Число зубьев колеса	65
Возможен реверс	Да

Таблица 6- Основная геометрия

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Межосевое расстояние	aw	140.000	мм
Модуль	m	3.000	мм
Угол наклона зубьев	b	0.000	град.
Делительный диаметр	d	78.000	195.000	мм
Основной диаметр	db	73.296	183.240	мм
Начальный диаметр	dw	80.000	200.000	мм
Диаметр вершин зубьев	da	83.376	208.000	мм
Диаметр впадин	df	70.500	195.124	мм
Коэффициент смещения	x	0.000	1.271	-
Высота зубьев	h	6.438	6.438	мм
Ширина зубчатого венца	b	43.000	40.000	мм
Число зубьев	z	26	65	-

Таблица 7- Свойства материалов

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Допускаемые напряжения изгиба	sFa	282.353	282.353	МПа
Допускаемые контактные напряжения	sHa	832.939	МПа
Твёрдость рабочих поверхностей	-	46.0	46.0	HRC
Действующие напряжения изгиба	sFr	208.207	183.864	МПа
Действующие контактные напряжения	sHr	818.715	МПа

Таблица 8- Силы в зацеплении

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Тангенциальная сила	Ft	4649.998	Н
Радиальная сила	Fr	2033.785	Н
Осевая сила	Fa	0.000	Н
Расстояние от торца колеса до точки приложения силы	B	21.500	мм
Плечо силы	R	40.000	мм

Таблица 9- Параметры общей нормали

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Угол профиля	ax	20.000	25.266	град.
Радиус кривизны профиля в точках пересечения с общей нормалью	rw	16.045	44.737	мм
Длина общей нормали	W	32.090	89.474	мм
Число зубьев в общей нормали	znr	4	10	-

Таблица 10- Проверка качества зацепления

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Мин. число зубьев нарезаемых без подреза при данном смещении	zmin	17.097	-
Угол наклона линии вершины зубьев	ba	0.000	0.000	град.
Нормальная толщина зуба на поверхности вершин	sna	2.498	1.889	мм
Радиальный зазор в зацеплении	c	0.750	0.750	мм
Коэффициент торцевого перекрытия	ea	1.466	-
Коэффициент осевого перекрытия	eb	0.000	-
Коэффициент перекрытия	ec	1.466	-
Угол зацепления	atw	23.623	град.

Таблица 11- Допуски колеса и шестерни

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Минимально возможный зазор	jn min	63.000	мкм
Максимально возможный зазор	jn max	261.360	мкм
Предельное отклонение межосевого расстояния	fa	30.000	мкм
Класс точности	Np	8	-
Вид сопряжения	-	D	-
Класс отклонений межосевого расстояния	-	III	-
Минимальный возможный угол поворота	Djmin	5' 54.01"	2' 21.60"	-
Максимальный возможный угол поворота	Djmax	24' 28.63"	9' 47.45"	-
Допуск на радиальное биение зубчатого венца	Fr	0.045	0.063	мм
Наименьшее дополнительное смещение исходного контура	EH	-0.055	-0.090	мм
Допуск на смещение исходного контура	TH	0.090	0.140	мм
Верхнее отклонение высоты зуба	ESH	-0.055	-0.090	мм
Нижнее отклонение высоты зуба	EIH	-0.145	-0.230	мм
Наименьшее отклонение средней длины общей нормали	EWm	-0.051	-0.078	мм
Допуск на среднюю длину общей нормали	TWm	0.040	0.060	мм
Верхнее отклонение средней длины общей нормали	ESWm	-0.051	-0.078	мм
Нижнее отклонение средней длины общей нормали	EIWm	-0.091	-0.138	мм
Наименьшее отклонение длины общей нормали	EW	-0.040	-0.060	мм
Допуск на длину общей нормали	TW	0.060	0.100	мм
Верхнее отклонение длины общей нормали	ESW	-0.040	-0.060	мм
Нижнее отклонение длины общей нормали	EIW	-0.100	-0.160	мм
Наименьшее отклонение толщины зуба с m>=1 мм	Ecs	-0.040	-0.070	мм
Допуск на толщину зуба с m>=1 мм	Tc	0.070	0.100	мм
Верхнее отклонение толщины зуба	ESsc	-0.040	-0.070	мм
Нижнее отклонение толщины зуба	EIsc	-0.110	-0.170	мм

Передача : Прямозубая внешнего зацепления

Таблица 12- Основные данные

Рабочий режим передачи	Средневероятный
Термообработка колес
Шестерня	Закалка
Колесо	Закалка
Расположение шестерни на валу	Несимметричное
Реверсивная передача
Момент вращения на ведомом валу, Нм	223.27
Частота вращения ведомого вала, об./мин.	369.40
Передаточное число	0.50
Ресурс, час	8670.00
Число зацеплений
Шестерня	1
Колесо	1
Межосевое расстояние	184.000
Модуль	4.000
Твердость поверхности зубьев шестерни	46.000
Твердость поверхности зубьев колеса	46.000
Число зубьев шестерни	62
Число зубьев колеса	31
Возможен реверс	Да

Таблица 13- Основная геометрия

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Межосевое расстояние	aw	190.000	мм
Модуль	m	4.000	мм
Угол наклона зубьев	b	0.000	град.
Делительный диаметр	d	248.000	124.000	мм
Основной диаметр	db	233.044	116.522	мм
Начальный диаметр	dw	253.333	126.667	мм
Диаметр вершин зубьев	da	255.394	140.000	мм
Диаметр впадин	df	238.000	122.606	мм
Коэффициент смещения	x	0.000	1.076	-
Высота зубьев	h	8.697	8.697	мм
Ширина зубчатого венца	b	21.000	19.000	мм
Число зубьев	z	62	31	-

Таблица 14- Свойства материалов

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Допускаемые напряжения изгиба	sFa	282.353	282.353	МПа
Допускаемые контактные напряжения	sHa	864.492	МПа
Твёрдость рабочих поверхностей	-	46.0	46.0	HRC
Действующие напряжения изгиба	sFr	235.318	213.211	МПа
Действующие контактные напряжения	sHr	846.338	МПа

Таблица 15- Силы в зацеплении

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Тангенциальная сила	Ft	3525.315	Н
Радиальная сила	Fr	1502.740	Н
Осевая сила	Fa	0.000	Н
Расстояние от торца колеса до точки приложения силы	B	10.500	мм
Плечо силы	R	126.667	мм

Таблица 16- Параметры общей нормали

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Угол профиля	ax	20.000	28.513	град.
Радиус кривизны профиля в точках пересечения с общей нормалью	rw	46.019	34.813	мм
Длина общей нормали	W	92.037	69.627	мм
Число зубьев в общей нормали	znr	8	6	-

Таблица 17- Проверка качества зацепления

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Мин. число зубьев нарезаемых без подреза при данном смещении	zmin	17.097	-
Угол наклона линии вершины зубьев	ba	0.000	0.000	град.
Нормальная толщина зуба на поверхности вершин	sna	3.415	1.732	мм
Радиальный зазор в зацеплении	c	1.000	1.000	мм
Коэффициент торцевого перекрытия	ea	1.401	-
Коэффициент осевого перекрытия	eb	0.000	-
Коэффициент перекрытия	ec	1.401	-
Угол зацепления	atw	23.087	град.

Таблица 18- Допуски колеса и шестерни

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Минимально возможный зазор	jn min	72.000	мкм
Максимально возможный зазор	jn max	277.200	мкм
Предельное отклонение межосевого расстояния	fa	35.000	мкм
Класс точности	Np	8	-
Вид сопряжения	-	D	-
Класс отклонений межосевого расстояния	-	III	-
Минимальный возможный угол поворота	Djmin	2' 7.25"	4' 14.50"	-
Максимальный возможный угол поворота	Djmax	8' 9.90"	16' 19.81"	-
Допуск на радиальное биение зубчатого венца	Fr	0.071	0.050	мм
Наименьшее дополнительное смещение исходного контура	EH	-0.090	-0.070	мм
Допуск на смещение исходного контура	TH	0.140	0.090	мм
Верхнее отклонение высоты зуба	ESH	-0.090	-0.070	мм
Нижнее отклонение высоты зуба	EIH	-0.230	-0.160	мм
Наименьшее отклонение средней длины общей нормали	EWm	-0.078	-0.061	мм
Допуск на среднюю длину общей нормали	TWm	0.060	0.040	мм
Верхнее отклонение средней длины общей нормали	ESWm	-0.078	-0.061	мм
Нижнее отклонение средней длины общей нормали	EIWm	-0.138	-0.101	мм
Наименьшее отклонение длины общей нормали	EW	-0.060	-0.050	мм
Допуск на длину общей нормали	TW	0.100	0.060	мм
Верхнее отклонение длины общей нормали	ESW	-0.060	-0.050	мм
Нижнее отклонение длины общей нормали	EIW	-0.160	-0.110	мм
Наименьшее отклонение толщины зуба с m>=1 мм	Ecs	-0.070	-0.050	мм
Допуск на толщину зуба с m>=1 мм	Tc	0.100	0.070	мм
Верхнее отклонение толщины зуба	ESsc	-0.070	-0.050	мм
Нижнее отклонение толщины зуба	EIsc	-0.170	-0.120	мм

Передача : Прямозубая внешнего зацепления

Таблица 19- Основные данные

Рабочий режим передачи	Средневероятный
Термообработка колес
Шестерня	Закалка
Колесо	Закалка
Расположение шестерни на валу	Несимметричное
Реверсивная передача
Момент вращения на ведомом валу, Нм	1192.30
Частота вращения ведомого вала, об./мин.	68.90
Передаточное число	2.67
Ресурс, час	8670.00
Число зацеплений
Шестерня	1
Колесо	1
Межосевое расстояние	184.000
Модуль	4.000
Твердость поверхности зубьев шестерни	46.000
Твердость поверхности зубьев колеса	46.000
Число зубьев шестерни	25
Число зубьев колеса	67
Возможен реверс	Да

Таблица 20- Основная геометрия

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Межосевое расстояние	aw	190.000	мм
Модуль	m	4.000	мм
Угол наклона зубьев	b	0.000	град.
Делительный диаметр	d	100.000	268.000	мм
Основной диаметр	db	93.969	251.838	мм
Начальный диаметр	dw	103.261	276.740	мм
Диаметр вершин зубьев	da	106.666	288.001	мм
Диаметр впадин	df	90.000	271.334	мм
Коэффициент смещения	x	0.000	1.667	-
Высота зубьев	h	8.333	8.333	мм
Ширина зубчатого венца	b	41.000	38.000	мм
Число зубьев	z	25	67	-

Таблица 21- Свойства материалов

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Допускаемые напряжения изгиба	sFa	282.353	285.818	МПа
Допускаемые контактные напряжения	sHa	971.006	МПа
Твёрдость рабочих поверхностей	-	46.0	46.0	HRC
Действующие напряжения изгиба	sFr	269.443	236.404	МПа
Действующие контактные напряжения	sHr	962.410	МПа

Таблица 22- Силы в зацеплении

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Тангенциальная сила	Ft	8616.767	Н
Радиальная сила	Fr	3925.496	Н
Осевая сила	Fa	0.000	Н
Расстояние от торца колеса до точки приложения силы	B	20.500	мм
Плечо силы	R	51.631	мм

Таблица 23- Параметры общей нормали

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Угол профиля	ax	20.000	26.472	град.
Радиус кривизны профиля в точках пересечения с общей нормалью	rw	15.461	66.152	мм
Длина общей нормали	W	30.922	132.304	мм
Число зубьев в общей нормали	znr	3	11	-

Таблица 24- Проверка качества зацепления

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Мин. число зубьев нарезаемых без подреза при данном смещении	zmin	17.097	-
Угол наклона линии вершины зубьев	ba	0.000	0.000	град.
Нормальная толщина зуба на поверхности вершин	sna	3.575	2.355	мм
Радиальный зазор в зацеплении	c	1.000	1.000	мм
Коэффициент торцевого перекрытия	ea	1.383	-
Коэффициент осевого перекрытия	eb	0.000	-
Коэффициент перекрытия	ec	1.383	-
Угол зацепления	atw	24.492	град.

Таблица 25- Допуски колеса и шестерни

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Едини-цы
Минимально возможный зазор	jn min	72.000	мкм
Максимально возможный зазор	jn max	277.200	мкм
Предельное отклонение межосевого расстояния	fa	35.000	мкм
Класс точности	Np	8	-
Вид сопряжения	-	D	-
Класс отклонений межосевого расстояния	-	III	-
Минимальный возможный угол поворота	Djmin	5' 15.57"	1' 57.75"	-
Максимальный возможный угол поворота	Djmax	20' 14.96"	7' 33.34"	-
Допуск на радиальное биение зубчатого венца	Fr	0.050	0.071	мм
Наименьшее дополнительное смещение исходного контура	EH	-0.070	-0.100	мм
Допуск на смещение исходного контура	TH	0.090	0.140	мм
Верхнее отклонение высоты зуба	ESH	-0.070	-0.100	мм
Нижнее отклонение высоты зуба	EIH	-0.160	-0.240	мм
Наименьшее отклонение средней длины общей нормали	EWm	-0.061	-0.088	мм
Допуск на среднюю длину общей нормали	TWm	0.040	0.060	мм
Верхнее отклонение средней длины общей нормали	ESWm	-0.061	-0.088	мм
Нижнее отклонение средней длины общей нормали	EIWm	-0.101	-0.148	мм
Наименьшее отклонение длины общей нормали	EW	-0.050	-0.070	мм
Допуск на длину общей нормали	TW	0.060	0.100	мм
Верхнее отклонение длины общей нормали	ESW	-0.050	-0.070	мм
Нижнее отклонение длины общей нормали	EIW	-0.110	-0.170	мм
Наименьшее отклонение толщины зуба с m>=1 мм	Ecs	-0.050	-0.070	мм
Допуск на толщину зуба с m>=1 мм	Tc	0.070	0.100	мм
Верхнее отклонение толщины зуба	ESsc	-0.050	-0.070	мм
Нижнее отклонение толщины зуба	EIsc	-0.120	-0.170	мм

4. Проверочный расчет

4.1 Проверка шпинделя на жесткость

Рисунок 2- Схема к расчету шпинделя на жесткость

Упругое перемещение переднего конца шпинделя рассчитывается по формуле:

Где: l=582мм- расстояние между опорами;

а=121мм- вылет шпинделя;

b=132мм- расстояние от зубчатого колеса до передней опоры.

среднее значение осевого момента инерции сечения консоли,

среднее значение осевого момента инерции сечения шпинделя между опорами,

jA=0.145- радиальная жесткость передней опоры;

jB=0.12- радиальная жесткость задней опоры;

Е=- модуль упругости, МПа;

Pz=1.8кН- сила резания.

Подставив численные данные получим:

Расчетную жесткость получаем из уравнения:

Где: =- прогиб шпинделя;

=1800 H- сила, действующая на шпиндель

Рассчитаем обратную величину жесткости- податливость j:

Таким образом условие жесткости выполняется

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Кинематика станков в примерах и задачах: Учеб. пособие/В.Н.Евстигнеев, Т.А. Неделяева; НГТУ. Нижний Новгород, 2004,213с.

2 Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков:(Основы компонетики).-М.: Машиностроение, 1978.-208с.

3 Анализ компоновок по критерию жесткости: Учеб. пособие/В.Н.Евстигнеев, С.Б. Бобрынин; Нижний Новгород,2000.104с.

4 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.-М.: Высш. шк., 2001.- 447с.

5 Пуш В.Э.”Конструирование металлорежущих станков” М.: Машиностроение, 1977

6 Станки с числовым программным управлением (специализированные) /В.А.Лещенко, Н.А. Богданов, И.В.Вайнштейн и др.;Под общ. ред. В.А.Лещенко-2-е изд.,перераб. и доп.-М.:Машиностроение,1988.-568с.

7 Зубчатые и червячные передачи. Ч.Й: Проектировочный расчет: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения, 4-е изд., перераб./ НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т. Крюков- Н.Новгород, 2000.- 31с.

8 Зубчатые и червячные передачи. Ч.ЙЙ: Проверочный расчет. Силы в зацеплениях: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения, 2-е изд., перераб. и доп./ НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т. Крюков- Н.Новгород, 2001.- 24с.

9 Расчет и конструирование валов: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения/ НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т. Крюков- Н.Новгород, 2002.- 36с.

10 Подбор подшипников качения: Метод. указания по курсу «Детали машин и основы конструирования» для студентов всех специальностей форм обучения.-2-е изд., перераб. и доп./ НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, С.Н.Муравьев, С.Н.Бабушкин,.- Н.Новгород,2004.- 27с.

11 Металлорежущие станки. Учеб. пособие для втузов Н.С. Колев, Л.В. Красниченко, Н.С. Никулин и др.-2-е изд., перераб. и доп.- М.:Машиностроение, 1980.-500с., ил.

12 Барановский Ю.В Режимы резания металлов. Справочник; М. НИИТавтопром, 1995.-456с.

Размещено на Allbest