Модернизация привода главного движения 2С132

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение технических характеристик станка

2. Кинематический расчёт привода главного движения

2.1 Определение размерного ряда n

2.2 Выбор структуры привода главного движения

2.3 Выбор оптимальной структурной формулы и построение структурной сетки ПГД

2.4 Построение графика частот вращения и разработка кинематической схемы

2.5 Определение крутящих моментов ПГД

3. Кинематический расчёт привода подач

3.1 Определение размерного ряда

3.2 Выбор оптимальной структурной формулы привода подач

3.3 Построение структурной сетки подач

3.4 Построение графика подач

Заключение

Список используемых источников



Введение

кинематический металлорежущий станок конструктивный

Проектирование сложных агрегатов, какими являются современные металлорежущие станки, производится, как правило, на основе имеющихся прототипов или аналогичных конструктивных решений. При создании нового станка используются отработанные и всесторонне испытанные конструкции почти всех его основных узлов.

Задачей курсовой работы является развитие творческой самостоятельности и умения применить теоретические знания и практические навыки в конструкторской работе с целью приобретения опыта комплексного подхода к выполнению расчетов и проектированию основных узлов современных металлорежущих станков.

Заданием на проектирование представляется разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. В ходе курсовой работы определяется назначение станка, будут рассчитаны технические характеристики, спроектирован привод главного движения и подач, произведен их кинематический расчет.



1. Определение технических характеристик станка

Согласно техническому заданию:

1. минимальная частота вращения шпинделя n=31,5мин^-1;

2. максимальная частота вращения шпинделя n=1400 мин^-1;

3. число ступеней ;

4. частота вращения 2-хскоростного двигателя n= 700/1400 мин^-1.

По заданию привод главного движения должен включать в себя 2-х скоростной двигатель.

Электродвигатель выбираем по справочнику[2], приемлемый по мощности и частоте вращения, на основании расчёта и анализа приводов главного движения станков-прототипов.

Выбираем 2-х скоростной асинхронный электродвигатель 4А132М8/4У3 мощностью 4,2 кВти 7,2 кВт при частотах вращения 740мин^-1и 1460мин^-1.

2. Кинематический расчёт привода главного движения

2.1 Определение размерного ряда n

Определяем диапазон регулирования коробки скоростей [4]:

(2)

Находим ц:

(3)

Выписываем стандартные значения частот для ц =1,41 [3].

n₁ = n_min =31,5 мин^-1; n₉ = 500 мин^-1;

n₂ = 40 мин^-1; n₁₀ = 710 мин^-1;

n₃ = 63 мин^-1; n₁₁ = 1000мин^-1;

n₄ = 90 мин^-1;

n₁₂ = 1400мин^-1;

n₅ = 125 мин^-1;

n₆= 180 мин^-1;

n₇ = 250мин^-1;

n₈ = 355мин^-1;



2.2 Выбор структуры привода главного движения

Для нашего станка фрезерной группы конструктивно выбираем следующую структуру привода главного движения (рисунок 1) [1]:

Рисунок 1 Структура привода главного движения

Признаки:

- компактные габаритные размеры,

- средняя материалоемкость,

- довольно высокий КПД

Данная структура привода имеет преимущества по жёсткости, компактности, но присутствует передача теплоты и вибраций от коробки скоростей к шпинделю, что влияет на точность станка. Но так как у нас станок является средне точным, то данная структура является оптимальной.

2.3 Выбор оптимальной структурной формулы и построение структурной сетки ПГД

Кинематическая схема привода определяется типом станка и предъявляемыми условиями к его компоновке, в соответствии с которыми выбирается рациональная множительная структура с оптимальным расположением передач на валах, перебором, связанным колёсами и т.д.

Составим структурную формулу привода.

z=12=2_э13₁2₃12₄

Строим структурную сетку привода (рисунок 2).

Рисунок 2 Структурная сетка

2.4 Построение графика частотвращения и разработка кинематической схемы

Оптимальный график частот вращения выбирается из условия, чтобы значения передаточных отношений не выходили за допустимые пределы, частоты вращения промежуточных валов были по возможности выше и уменьшалась номенклатура колёс, а так же чтобы показатель не превышал допустимых значений - для повышающей передачи и - для понижающей. Построение ведём в полулогарифмических координатах валов привода -(рисунок 4).

Рисунок 4 График частот вращения

Передаточные отношения определяются, используя график частот вращения в соответствии с числом интервалов перекрываемых лучом.

По графику частот вращения определяют передаточные отношения из выражения [4]:

(4)

где ц - знаменатель геометрического ряда частот вращения,

m - количество интервалов lgц, пересекаемые лучом, изображающих передачу.

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Определяются фактические передаточные отношения каждой передачи через отношения чисел зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого колеса. Определяем числа зубьев зубчатых колес (для каждой передачи суммарное число зубьев ?z должно быть одинаково):

, d₁ =100; d₂ =77;

, z₁ = 31;z₄=61;?z=92;

, z₂=38; z₅=54;?z=92;

, z₃=46; z₆=46;?z=92;

, z₁₀=31;z₇=61;?z=92;

, z₈=54;z₉=38; ?z=92;

, z₁₁=46;z₁₂=46; ?z=92;

, z₁₃=54;z₁₄=38;?z=92;

, z₁₅=24;z₁₆=68; ?z=92.

, z₁₇=46; z₁₈=46; ?z=92.

Определяются общие передаточные отношения всей цепи для каждой ступени привода, через произведение передаточных отношений передач , обеспечивающих получение частоты вращения данной ступени.

Определяем фактические частоты вращения по формуле [4]:

(5)

где: - частота вращения вала электродвигателя, мин;

- общее передаточное отношение всей цепи.

Определим относительные отклонения фактических частот от стандартных [4]:

; (6)

где - фактическая частота вращения шпинделя, ;

- стандартная частота, .

Допускаемое отклонение фактических частот от стандартных [4]:

(7)

Относительные отклонения фактических частот находятся в пределах допускаемых, поэтому принятые нами числа зубьев зубчатых колёс оставляем без изменений.

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя и строим расчетную цепь [4]:

(8)

По графику принимаем.

2.5 Определение крутящих моментов ПГД

Рассчитаем крутящие моменты на валах привода.

Крутящий момент на валу электродвигателя рассчитывается по формуле [4]:

(9)

Крутящий момент на каждом последующем валу рассчитывается по формуле [4]:

, (10)

где - крутящий момент на предыдущем валу, Н·м;

- КПД передачи;

- передаточное отношение между валами.

Крутящий момент на последнем валу рассчитывается по формуле [4]:

(11)

где - КПД всего привода;

- расчётная частота вращения шпинделя из формулы (8).

.



3. Кинематический расчёт привода подач

3.1 Определение размерного ряда

Согласно техническому заданию:

1. минимальная частота вращения шпинделя s = 0,1мм/об; максимальная частота вращения шпинделя s= 1,60 мм/об.

Определяем диапазон регулирования коробки скоростей [4]:

(12)

Находим ц:

Определяем подачи шпинделя. S₁=0,1 мм/об; S₂=0,14 мм/об; S₃=0,2 мм/об; S₄=0,28 мм/об; S₅=0,4 мм/об; S₆=0,56 мм/об; S₇=0,8 мм/об; S₈=1,125 мм/об; S₉=1,6 мм/об;

3.2 Выбороптимальной структурной формулы привода подач

Кинематическая схема определяется сложностью привода подач и предъявляемыми условиями к его компоновке, в соответствии с которыми выбирается рациональная множительная структура с оптимальным расположением передач на валах, перебором, связанным колёсами и т.д.

Составляем структурную формулу:

Z=9=3₁3₃

3.3 Построение структурной сетки подач

Рисунок 5 Структурная сетка подач

3.4 Построение графика подач

Исходя из кинематической схемы привода подач и структурной сетки, строим график частот подач.

Рисунок 6 График подач

Определяем передаточные отношения для каждой передачи. Покажем расчет для одной пары зубчатых колес, остальные расчеты сведем в таблицу 3.1.

==1,41 ⁰=1, .

Суммарное число зубьев

Z=62; i₁ = Z₁ /Z₂=31/31; i_1ф=1.

Числа зубьев червячной передачи и передачи реечное колесо-рейка принимаем одинаковые со станком прототипом. Тогда

i_ч=1/60;

Вертикальный ход шпинделя на 1 оборот реечного колеса: рz_ркm_рк= р133.

Таблица 2

Передаточные отношения

№	Передаточные отношенияi	?Z	Числа зубьев	Фактическое передаточное отношениеiф
1	0,57	62	Z1	34	Z3	60	0,57
2	0,35		Z2	19	Z4	54	0,35
3	1,38		Z5	36	Z6	26	1,38
4	1		Z7	31	Z8	31	1
5	0,72		Z9	26	Z10	36	0,72
6	0,35		Z11	16	Z12	45	0,35
7	2,81		Z13	45	Z14	16	2,81
8	1		Z15	31	Z16	31	1

Определяем фактические подачи и их отклонения от стандартных значений (таблица 3).

n_1ф=1об.i₁ i₂i₅i₈р3 13==0,101мм/об.

Отклонение от стандартного значения:

Аналогично находим значения для других частот.

Таблица 3

Подачи и их отклонения от стандартных значений

№	S, мин-1	Sф,мин-1	б,%
1	0,10	0,101	1
2	0,14	0,142	1,4
3	0,20	0,20	0
4	0,28	0,283	1
5	0,40	0,407	1,8
6	0,56	0,563	0,5
7	0,80	0,807	0,8
8	1,12	1,13	0,89
9	1,60	1,59	0,6

Допускаемое отклонение фактических частот от стандартных по формуле (7):

Относительные отклонения фактических частот находятся в пределах допускаемых, поэтому принятые нами числа зубьев зубчатых колёс оставляем без изменений.

Заключение

В данном курсовом проекте на основе исходного вертикального сверлильного станка 2С132 мы модернизировали привод главного движения и привод подач. Рассчитали пары зубчатых колёс. Разработали кинематику коробки подач, редуктора и шпиндельного узла. Таким образом, в ходе выполнения курсового проекта закрепили теоретические знания, ознакомились со специальной технической литературой, научились самостоятельно рассчитывать и проектировать узлы станков.

Список используемых источников

1. Справочник конструктора-машиностроителя. Т1. / В.И. Анурьев. М.: Машиностроение, 1979. 920 с.

2. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных приспособлений. Курсовое проектирование / А.И.Кочергин. Мн.: Выш.шк.,1991. 382 с.

3. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных ВТУЗов / Под ред. В.Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1985. 256 с.

4. Расчет приводов подач металлорежущих станков: методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов /А.В. Шестернинов, Г.М. Горшков. Ульяновск: УлГТУ, 2007. 49 с.

Размещено на Allbest.ru