Токарно-винторезный станок модели 1М63

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Токарно-винторезный станок модели 1М63

Яровикова А.М

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Техническое задание на объект проектирования

1.1.1 Назначение станка и техническая характеристика

1.1.2 Материалы деталей, виды резцов, применяемых при обработке

1.2 Анализ конструкции и технические требования к детали

1.3 Выбор заготовки

1.4 Маршрутная технология изготовления детали

1.5 Выбор режущего инструмента и его параметров

1.6 Расчет режимов резания

1.7 Описание конструкции станка, его узлов и механизмов

2. Кинематический расчет станка

2.1 Анализ кинематической структуры станка

2.2 Обобщенная структурная формула для привода и привода подач станка

2.3 Построение структурных сеток и графика частоты вращения для главного привода и привода подач

2.4 Кинематический расчет всех формообразующих цепей станка

2.5 Расчет динамики привода главного движения и подач

3. Статические и динамические расчеты станка

3.1 Выбор компоновки станка

3.2 Компоновка основных модулей станка

3.3 Выбор материалов для основных деталей станка, их механические характеристики и термообработка

3.4 Оптимизация основных конструктивных параметров модулей станка

3.5 Выбор системы смазки

3.6 Выбор системы СОЖ

Выводы

Введение

От современных машин требуются высокие эксплуатационные и технико-экономические характеристики, надежность работы. Проходя путь технологической обработки от исходного материала до готовой детали в машине, изделие подвергается обработке различными технологическими методами.

Одной из главных задач современного машиностроения является развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов изготовления деталей машин. Одно из главных мест в технологическом процессе изготовления изделий занимает обработка металлов резанием.

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенного для производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество металлорежущих станков, их технический уровень в значительной степени характеризует производственную мощность страны.

Существенное место занимает ускорение научно-технического прогресса на базе технического перевооружения производства, создание высокопроизводительных машин и оборудования большой единичной мощности, внедрение новой техники и материалов, прогрессивной технологии и систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства.

В настоящее время развитие станкостроительной отрасли идёт в направлении повышения производительности металлорежущих станков, их надёжности и точности на базе применения автоматизированных процессов, унифицированных станочных модулей, роботизированных технологических комплексов и вычислительной техники.

В данном проекте я рассматриваю модернизацию главного привода токарно-винторезного станка модели 1М63, предусматривая повышение максимальной частоты вращения шпинделя и увеличение диапазона его регулирования, с целью обеспечения более полного использования режущих свойств инструмента из быстрорежущей стали при обработке деталей из стали 45.

1. Общая часть

1.1 Техническое задание на объект проектирования

В данном курсовом проекте требуется спроектировать токарно-винторезный станок для обработки деталей типа «вал». Параметры заготовок должны быть следующими: наибольший рекомендуемый диаметр обработки составляет 340 мм; рекомендуемая наибольшая длина заготовки не должна превышать 1400 мм.

Заготовки принять в виде поковок из конструкционной углеродистой качественной стали с твердостью НВ 170…179; режущий инструмент - резец из быстрорежущей стали.

винторезный станок привод вал

1.1.1 Назначение станка и техническая характеристика

Токарно-винторезный станок нормальной точности 1М63 (Н) предназначен для выполнения различных токарных работ, таких как обтачивание цилиндрических поверхностей, подрезание торцов, протачивание канавок, отрезание обработанной детали, растачивание внутренних цилиндрических поверхностей, сверление, зенкерование, развертывание, обработка конических поверхностей, а также для нарезания метрической, дюймовой и питчевой резьб. Высокая мощность привода и жесткость станка, широкий диапазон частоты вращения шпинделя и подач позволяют полностью использовать возможность прогрессивных инструментов при обработке различных материалов.

Таблица 1.1.1 - Техническая характеристика 1М63

Наибольший диаметр детали устанавливаемой над станиной, мм	630
Расстояние между центрами, мм	1400
Диаметр отверстия шпинделя, мм	70
Число значений частот вращения шпинделя	22
Частота вращения шпинделя, мин-1	10ч1250
Подачи на один оборот шпинделя, мм	продольные поперечные	0.064ч1.025 0.0256ч0.378
Шаг нарезаемой резьбы:	метрической, мм дюймовой (число ниток на 1») модульной, модуль питчевых, питч	1ч192 24 0,5ч48 96ч1
Мощность электродвигателя, кВт	13

1.1.2 Материалы обрабатываемых деталей, виды резцов, применяемых при обработке

На данном станке производится обработка деталей из сталей, чугунов и цветных металлов с применением различных режущих инструментов - резцов.

По технологическому назначению различают резцы: проходные (рис. 1.1.2.1, а-в) - для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей; подрезные (рис. 1.1.2.1, г) - для обтачивания плоских торцов; расточные (рис. 1.1.2.1, д, е) - для растачивания сквозных и глухих отверстий; отрезные (рис 1.1.2.1, ж), прорезные, или канавочные (рис. 1.1.2.1, з), - для точения наружных кольцевых канавок; резьбовые (рис. 1.1.2.1, и) - для нарезания резьбы; фасонные круглые (рис. 1.1.2.1, к) и призматические (рис. 1.1.2.1, л) - для обработки фасонных поверхностей и т. д.



а - проходной прямой; б - проходной отогнутый; в - проходной упорный отогнутый; г - подрезной; д, е - расточные для сквозных и глухих отверстий соответственно; ж - отрезной; з - канавочный; и - резьбовой; к - круглый фасонный; л - призматический фасонный

Рисунок 1.1.2.1 - Токарные резцы

По форме головки различают прямые, отогнутые и оттянутые резцы. По характеру обработки различают резцы для чернового, получистового и чистового точения.

По типу инструментального материала и способу его крепления на головке различают резцы: цельные из углеродистых сталей (самокальные); цельные из быстрорежущих сталей; резцы с напаянной пластинкой из быстрорежущей стали; из твердого сплава, с механическим креплением пластинки твердого сплава или кристалла сверхтвердого материала.

По виду пластины твердого сплава различают резцы с перетачиваемыми трех- и четырехгранными пластинами и с неперетачиваемыми трех-, четырех-, пяти- и шестигранными пластинами.

В нашем случае, мы принимаем резцы из быстрорежущей стали. Резцы из быстрорежущей стали могут быть цельными или составными с приваренной встык рабочей частью или приваренной пластиной. Составные конструкции обеспечивают экономию быстрорежущей стали. Форму передней поверхности резцов и геометрические параметры назначают в зависимости от свойств материала заготовки. Применяют четыре формы заточки передней поверхности.

1) Плоская форму с положительным передним углом

Рекомендуют для обработки заготовок из стали с уи>800 МПа, из серого чугуна с НВ>220, бронзы и других хрупких материалов.

2) Отличается от предыдущей увеличенным до 14° передним углом

Рекомендуют для обработки заготовок из стали с ув?800МПа и чугуна при НВ?220.

3) Радиусная с фаской. Криволинейные формы поверхности обеспечивают завивание и дробление стружки при обработке вязких материалов.

Данную форму применяют при обработке заготовок из стали с у_в?800Мпа. Быстрорежущие стали нормальной производительности изготовляются марок Р18, Р12 и Р9. Они содержат вольфрам (соответственно 17,5--19,0; 12,0--13,0; 8,5--10,0%), хром (3,1--4,4%), ванадий (1,0--2,6%), молибден (0,3--0,4%), углерод (0,7--0,95%) и некоторые другие элементы. Углерод, соединяясь с легирующими элементами, повышает твердость стали.

Быстрорежущие стали повышенной производительности изготовляются марок Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5, Р9К5, Р18К5Ф2, Р10К5Ф5, Р6МЗ и некоторых других. Буква Р в этих марках обозначает вольфрам, буква Ф -- ванадий, буква К -- кобальт, буква М -- молибден (если содержание его более 0,5%). Цифры, стоящие после букв, определяют содержание в данной стали этих элементов в процентах. Кроме характеризующих данные марки стали элементов, указанных в их обозначениях, эти стали содержат также углерод, хром и некоторые другие составляющие. Принимаем материал резца Р9К5.

1.2 Анализ конструкции и технические требования к детали

В качестве объекта производства принимаем деталь - Вал.

Деталь Вал устанавливается на консольно-фрезерном станке модели в коробке скоростей для передачи крутящего момента. Данная деталь имеет две поверхности вращения, одна из которых является шлицевой поверхностью, а вторая для сопряжения других деталей. Деталь относится к классу валы и оси.

Под технологичностью понимают такое сочетание всех конструкторских и технологических признаков и качеств изделия, которые обеспечивают выполнение заданных рабочих функций и позволяет применять современные прогрессивные способы изготовления.

Отработка конструкции изделия на технологичность направлена на улучшение качества, сокращение времени конструкторской и технической подготовки производства, оптимизации процессов изготовления, сборки и испытания, облегчение обслуживания и повышение экономических показателей в целом.

Отработка конструкции на технологичность производится на всех стадиях разработки изделия. На стадиях разработки проектной документации решаются задачи обеспечения технологичности изделия при его проектировании.

На стадиях разработки рабочей документации и подготовке производства должен производится технологический контроль конструкторской документации с последующей подготовкой и внесением изменений, обеспечивающих более высокий уровень технологичности.

Оценка технологичности конструкции детали может быть двух видов:

качественная;

количественная.

Качественная оценка предшествует количественной и основывается на опыте приобретенном ранее. Такой подход позволяет обеспечить взаимное соответствие и конструкции изделия (валик-шестерня), и технологии изготовления с учетом тенденций их развития. Это направление обеспечения технологичности аргументировано следующими обстоятельствами:

а) конструкция изделия и технология изготовления - неразрывные части на стадии производства;

б) возможно несколько вариантов не только проектируемых изделий,

но и технологий их изготовления;

в) выбор наиболее технологичного варианта конструкции не всегда позволяет получить максимальный эффект в производстве, так как выбранная технология в некоторых случаях вызывает увеличение трудоемкости изготовления и технологической себестоимости;,

г) одновременный анализ вариантов и конструкций изделий и технологий изготовления представляют возможность выбора оптимального их сочетания.

Количественная оценка технологичности конструкции в соответствии с ГОСТ 14.202-73 может быть выполнена при условии внесения изменений в конструкцию детали после анализа технологичности. В этом случае может быть проведена сравнительная оценка по некоторым показателям технологичности до, и после внесения изменений. В чертеже указаны все сведения дающие представления о детали. На чертеже указаны все размеры с допускаемыми отклонениями, классами чистоты.

Деталь Вал изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050 - 88.

При изготовлении этой детали необходимо применять новейшие высокопроизводительные методы обработки.

Таблица 1.2.1 - Химический состав стали 45 ГОСТ 1050 - 88, %

Углерод	Марганец	Кремний	Хром	Никель	Сера, фосфор
С	Mn	Si	Cr	Ni	S	P
0,40…0,50	0,50…0,80	0,17…0,37	0,3	0,3	не более 0,045

Добавки марганца повышают твердость и износостойкость стали. Кремний увеличивает прочность, при сохранении вязкости, а также повышает упругость материала. Добавки хрома при незначительном снижении пластичности, повышают прочность и коррозионную стойкость стали.

Таблица 1.2.2 - Механические свойства стали 45

Механические свойства поковок из стали 45
Термообработка	Сечение, мм	у0,2 (МПа)	ув(МПа)	д5 (%)	ш %	KCU (кДж / м2)	НВ, не более
Нормализация	100-300 300-500 500-800	245	470	19 17 15	42 34 34	39 34 34	143-179
	до 100 100-300	275	530	20 17	40 38	44 34	156-197
Закалка. Отпуск	300-500	275	530	15	32	29	156-197
Нормализация Закалка. Отпуск	до 100 100-300 300-500	315	570	17 14 12	38 35 30	39 34 29	167-207
	до 100 100-300 до 100	345 345 395	590 590 620	18 17 17	45 40 45	59 54 59	174-217 174-217 187-229

Качественная оценка детали.

Деталь имеет простую форму. Для обработки детали не требуются специальные приспособления, режущие и измерительные инструменты. По жесткости деталь считается технологичной т.к.:

(1.2.1)

Где l_i - длина части детали, мм; d_i - диаметр части детали, мм.

 (1.2.2)

Где dср - средний диаметр детали, мм L - общая длина детали.

Результаты качественной оценки показывают, что по качественной оценке деталь не может считаться технологичной.

Рисунок 1.2.1 - Обозначение поверхностей детали

Таблица 1.2.3 - Точность размеров и степень шероховатости

Номер поверхности детали	Наименование поверхности детали, размеры	Точность (квалитет)	Предельные отклонения	Параметр Шероховатости, Ra
1	Торец слева	12		6,3
2	Фаска 2х450	12		6,3
3	Наружная цилиндрическая поверхность	5		0,8
4	Наружная цилиндрическая поверхность	5		0,8
5	Впадина шлица	7		3,2
6	Боковая поверхность шлица	6		1,6
7	Наружный диаметр шлицевой поверхности	5		0,8
8	Боковая поверхность шлица	6		1,6
9	Фаска 2х450	12		6,3
10	Торец ступени справа	12		6,3
11	Наружная цилиндрическая поверхность	12		6,3
12	Торец ступени справа	12		3,2
13	Наружная цилиндрическая поверхность	12		6,3
14	Торец слева ступени	12		6,3
15	Наружная цилиндрическая	6		0,8
16	Фаска 2х450	12		6,3
17	Торец справа	12		6,3
18	Центровое отверстие	-	-	1,6

Количественная оценка детали:

Определяем коэффициент унификации:

К у.э.= Qу.э/Qэ , (1.2.3)

где Qу.э - число унифицированных элементов,

Qэ - число конструктивных элементов.

Ку.э.= 18/18 = 1,0 0,6

По показателю унификации деталь считается технологичной, т.к. коэффициент унификации больше нормативного значения 0,6.

Таблица 1.2.4 - Определение коэффициента точности:

Квалитет точности Ti	5	6	7	12	Ti ср = 9,6
Число поверхностей ni	3	3	1	11	У ni = 18
Произведение Ti * ni	15	18	7	132	У(Ti * ni ) = 172

 КТ.Ч = 1 - У ni / У(Ti * ni ) = 1 - 18/ 172 = 0,89 > 0,8 (1.2.4)

Деталь по коэффициенту точности считается технологичной.

Таблица 1.2.5 - Определение коэффициента шероховатости:

Параметр шероховатости Rаi в мкм	0,8	1,6	3,2	6,3	Rа ср = 4,4
Число поверхностей mi	3	3	1	11	У mi = 18
Произведение Ra * mi	2,4	4,8	3,2	69,3	У(Ra * mi ) = 79,7

Кш. = 1 - У mi / У(Ra * mi ) = 1 - 18/79,4 = 0,77 0,80 (1.2.5)

Деталь по коэффициенту шероховатости считается не технологичной, требуются доводочные операции.

Одним из показателей технологичности детали является коэффициент использования материала. Коэффициент использования материала:

; (1.2.6)

где - масса детали (изделия), кг;

- масса заготовки, кг.

Вывод: на основании качественной и количественной оценок считаем, что деталь частично технологична.

1.3 Выбор заготовки

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки по калькуляции заготовительного цеха и себестоимости ее последующей обработки до достижения заданных требований качества по чертежу. Обоснование более экономичного варианта заготовки производим по коэффициенту использования материала и по сравнению стоимости вариантов заготовки.

Сравним между собой заготовки, полученные из проката и полученные на ГКМ - горизонтально ковочная машина.

Штамповка.

Рисунок 1.3.1 - Заготовка (штамповка)

Масса предполагаемой заготовки:

mз = mд * Кр = 5,37 * 1,5 = 8,06 кг (1.3.1)

где, Кр = 1,3…1,6 - коэффициент, учитывающий принадлежность к классу «вал»; m_д- масса детали.

Класс точности Т4, т.к изготавливается на ГКМ.

М 2, т.к содержание С = 0,45%

Масса описываемой фигуры:

; (1.3.2)

где Vi- объем описываемой фигуры, см³;

p- плотность металла 7,85кг/см³.

; (1.3.3)

Где D- диаметр описываемой фигуры; р= 3,14.

Рисунок 1.3.2 - Геометрическая фигура - цилиндр

см³

Рисунок 1.3.3 - Геометрическая фигура - цилиндр

см³

отсюда:

(1.3.4)

следовательно: С1 т.к.свыше 0,63.

Исходный индекс 12

Припуски на диаметры по ГОСТ 7505-89

наружные:

ш 35 z =5,4 мм Rа 0,8

ш 45 z =5,4 мм Rа 0,8

Припуски на длину:

L 525 z =7,0 мм Rа 6,3

L 100 z =3,0 мм Rа 6,3

Дополнительные припуски на угар 0,5 мм.

Размеры поковки:

ш 35 + (2,7+0,5)2 = 40,4 мм ? 40,4 мм

ш 45 + (2,7 + 0,5)2 = 50,4 мм

L 525 + (3,5 + 0,5)2 = 532 мм

L 100 + (1,5+0,5)2 = 103 мм

1.4 Маршрутная технология изготовления детали

№ оп.	Наименование операции и переходов, эскизы	Технологическое оборудование
1	2	3
005	Заготовительная, код XXXX	ГКМ
010	4269 Фрезерно-центровальная Фрезеровать и центровать торцы вала 1,17 и отверстия 18, 19 с двух сторон одновременно	381825 Фрезерно-центровальный полуавтомат модели МР-75
015	Токарно-винторезная, код ХХХХ (черновая) А. Установить и закрепить заготовку 1. точить поверхность 1 выдерживая размер 2. 2. точить поверхность 3 выдерживая размер 4 3. точить канавку 5 выдерживая размер 6	Токарно-винторезный мод. 1М63 код 381021
020	Токарно-винторезная, код ХХХХХХ (черновая) А. Установить и закрепить заготовку Точить поверхность 1 выдерживая размер 2, согласно эскиза	Токарно-винторезный мод. 1М63 код 381021
025	Токарно-винторезная, код ХХХХХХ (чистовая) А. Установить и закрепить заготовку 1. точить поверхность 1 выдерживая размер 2. 2. точить поверхность 3 выдерживая размер 4 * размер для справок	Токарно-винторезный мод. 1М63 код 381021
030	Токарно-винторезная, код ХХХХХХ (чистовая) А. Установить и закрепить заготовку Точить поверхность 1 выдерживая размер l=290 мм * размер для справок	Токарно-винторезный мод. 1М63 код 381021
035	Шлицефрезерная, код 4153. Фрезеровать шлицы согласно эскиза *размер для справок	шлицефрезерный полуавтомат модели 5350А, код 381572.
040	Круглошлифовальная, код 4131. 1. Шлифовать предварительно поверхность 1 выдерживая размер 2 2. Шлифовать предварительно поверхность 3 выдерживая размер 4 3. Шлифовать предварительно поверхность 5 выдерживая размер 6	Круглошлифовальный станок мод. 3М151, код 381311
045	Шлифовально-полировальная, код ХХХХХХ 1. Полировать поверхность 1 выдерживая размер 2 2. Полировать поверхность 3 выдерживая размер 4 3. Полировать поверхность 5 выдерживая размер 6	Станок шлифовально-полировальный модели MPJ-35
050	Контрольная, код 0220.	Стол контрольный.

1.5 Выбор режущего инструмента и его параметров

Таблица 1.5.1 - Выбор режущего, вспомогательного, мерительного инструмента, приспособлений

Наименование операции	РИ
010 Фрезерно-центровальная	Код 391255 фреза торцевая Т5К10 ГОСТ 9473-80, Код 391242 сверло центровочное (комбинированное) Р6М5 ГОСТ 14952-75
015 Токарно-винторезная	1. Резец проходной, ц = 450, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 2101-0561. 2. Резец подрезной, ц =900, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 392104.
020 Токарно-винторезная	1. Резец проходной, ц = 450, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 2101-0561. 2. Резец подрезной, ц =900, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 392104.
025 Токарно-винторезная	1. Резец проходной, ц = 450, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 2101-0561. 2. Резец подрезной, ц =900, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 392104.
030 Токарно-винторезная	1. Резец проходной, ц = 450, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 2101-0561. 2. Резец подрезной, ц =900, Р9К5, ГОСТ 18870-73, код 392104.
035 Круглошлифовальная	1. Шлифовальный круг ПП 600х80х203 24А 25 СМ2 7К 35м/с ГОСТ2424-83, код 398110.
040 Шлифовально-полировальная	1. Шлифовальный круг ПП 600х80х203 24А 25 СМ2 7К 35м/с ГОСТ2424-83, код 398110.
045 Шлицефрезерная	1. Фреза шлицевая, ГОСТ 9324-80, код 391810.

1.6 Расчет режимов резания

Для данной разработки, я произведу расчет режимов резания только для токарных операций.

Операция 015 Токарно-винторезная, код 4110

1. Точить поверхность 1 выдерживая размер 2

2. Точить поверхность 3 выдерживая размер 4

3. Точить канавку 5 выдерживая размер 6.

Назначаем режимы резания:

1) Глубина резания:

продольная: ;

поперечная: ;

2) Назначаем подачу:

продольная: ;

поперечная: ;

по паспорту станка принимаем: .

3) Назначаем стойкость инструмента:

;

4) Определяем скорость резания:

; (1.6.1)

где, - табличное значение скорости резания;

- коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала;

- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

- коэффициент, зависящий от вида обработки;

=0,75;

=0,55; =1,35;

продольная: ;

поперечная: ;

Для расчета частоты вращения шпинделя принимаем: ;

5)Частота вращения шпинделя:

;

Корректируем по паспорту станка: .

6) Действительная скорость резания:

7) Определяем силу резания:

где, ;

_;

8) Мощность резания:

;

;

- обработка возможна.

9) Основное время обработки:

, (1.6.2)

;

где,

.

Операция 020 Токарно-винторезная, код 4110 .

1. Точить поверхность 1 выдерживая размер 2

Назначаем режимы резания:

1) Глубина резания:

;

2) Назначаем подачу: ;

По паспорту станка принимаем: .

3) Назначаем стойкость инструмента:

;

4) Определяем скорость резания:

; (1.6.3)

где, - табличное значение скорости резания;

- коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала;

- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

- коэффициент, зависящий от вида обработки;

=0,75;

=1,55;

- не определяется;

;

5)Частота вращения шпинделя:

;

корректируем по паспорту станка: .

6) Действительная скорость резания:



7) Определяем силу резания:

(1.6.4)

где, ;

_;

8) Мощность резания:

;

;

- обработка возможна.

9) Основное время обработки:

;

где,

.

Операция 025 Токарно-винторезная, код 4110



1. точить поверхность 1 выдерживая размер 2.

2. точить поверхность 3 выдерживая размер 4

Назначаем режимы резания:

1) Глубина резания:

продольная: ;

2) Назначаем подачу:

продольная: ;

по паспорту станка принимаем: .

3) Назначаем стойкость инструмента:

;

4) Определяем скорость резания:

;

где, - табличное значение скорости резания;

- коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала;

- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

- коэффициент, зависящий от вида обработки;

=0,75;

=0,55;

=1,35;

продольная: ;

Для расчета частоты вращения шпинделя принимаем: ;

5)Частота вращения шпинделя:

;

Корректируем по паспорту станка: .

6) Действительная скорость резания:

7) Определяем силу резания:

где, ;

_;

8) Мощность резания:

;

;

- обработка возможна.

9) Основное время обработки:

;

где,

.

Операция 030 Токарно-винторезная, код 4110

Точить поверхность 1 выдерживая размер l=290 мм

1) Глубина резания:

;

2) Назначаем подачу: ;

По паспорту станка принимаем: .

3) Назначаем стойкость инструмента:

;

4) Определяем скорость резания:

;

где, - табличное значение скорости резания;

- коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала;

- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

- коэффициент, зависящий от вида обработки;

=0,75;

=1,55;

- не определяется;

;

5)Частота вращения шпинделя:

;

корректируем по паспорту станка: .

6) Действительная скорость резания:



7) Определяем силу резания:

где, ;

_;

8) Мощность резания:

;

;

- обработка возможна.

9) Основное время обработки:

;

где,

.

1.7 Описание конструкции станка, его узлов и механизмов

Рисунок 1.7.1 - Органы управления станка модели 1М63

1 Рукоятка установки частоты вращения шпинделя; 2 Рукоятка установки нормального и увеличенного шага резьбы; 3 Рукоятка установки правой и левой резьб и подач; 4 Рукоятка установки частоты вращения шпинделя; 5 Рукоятка плунжерного насоса смазки направляющих продольного перемещения суппорта и ходового винта; 6 Вытяжная кнопка включения механической поперечной подачи суппорта; 7 Рукоятка включения механического перемещения резцовых салазок; 8 Рукоятка поворота и крепления резцовой головки; 9 выключатель освещения; 10 Рукоятка ручной поперечной подачи суппорта; 11 Кнопка включения ускоренного перемещения суппорта; 12 Крестовый переключатель управления рабочими и ускоренными перемещениями суппорта; 13 Рукоятка ручного перемещения резцовых салазок; 14 Рукоятка крепления пиноли задней бабки; 15 Рукоятка перемещения пиноли задней бабки; 16 Рукоятка управления фрикционом; 17 Рукоятка включения гайки ходового винта; 18 Выключатель насоса охлаждения; 19 Переключатель режимов работы суппорта; 20 Пост управления включения и выключения главного привода; 21 Маховик ручного продольного перемещения суппорта; 22 Вытяжная кнопка включения зубчатого колеса реечной передачи; 23 Рукоятка управления фрикционом; 24 Пост управления включения и выключения главного привода; 25 Рукоятка включения ходового винта или ходового валика; 26 Рукоятка установки величины подачи или шага резьбы; 27 Рукоятка установки величины подачи или шага резьбы; 28 Рукоятка настройки подачи и нарезания резьб; 29 Сигнальная лампа наличия напряжения; 30 Сигнальная лампа электромагнитного тормоза; 31 Указатель нагрузки; 32 Вводной выключатель. Станина. Станина является базовой сборочной единицей, на которой монтируются остальные сборочные единицы. Станина цельнолитая с тумбами, имеет две призматические направляющих для каретки и две для задней бабки, из которых одна плоская.

Внутри станины имеются наклонные люки (окна) для отвода стружки и охлаждающей жидкости. В правой тумбе помещается бак с эмульсией и электронасос. На левой тумбе сзади крепится электродвигатель главного привода. Передняя бабка. Передняя бабка (рис 1.7.2) установлена на левой головной части станины. Все зубчатые колеса кинематической цепи смонтированы на валах и шпинделе, изготовлены из хромистой стали, закалены и прошлифованы. Валы установлены на подшипниках качения. Шпиндель со сквозным отверстием и внутренними конусами имеет две опоры. Передняя опора - двухрядный подшипник с короткими цилиндрическими роликами.



Рисунок 1.7.2 -Передняя бабка (Развертка коробки скоростей)

Задняя опора - радиально-упорный подшипник, работающий в паре с упорным шарикоподшипником. Изменение частоты вращения шпинделя достигается перемещением блоков шестерен по шлицевым валам при помощи двух рукояток, выведенных на переднюю стенку. Прямое и обратное вращение шпинделя осуществляется фрикционной механической муфтой, а торможение - электромагнитной муфтой.

Задняя бабка. Задняя бабка перемещается по направляющим станины на четырех радиальных шарикоподшипниках, установленных в мостике. На направляющих станины бабка закрепляется при помощи двух планок четырьмя болтами. Поперечное смещение корпуса бабки относительно мостика производится с помощью двух винтов и гайки, установленной в мостике. Перемещение пиноли производится маховичком. Суппорт. Суппорт (рис 1.7.3) крестовой конструкции имеет продольное перемещение по призматическим направляющим станины и поперечное по направляющим каретки. Перемещение можно осуществлять вручную и механическим приводом. Имеется механизм для быстрого перемещения суппорта. Поворотная часть суппорта имеет направляющие для перемещения верхней части суппорта с резцовой головкой.

Рисунок 1.7.3 - Суппорт

Фартук. Фартук (рис 1.7.4) закрытого типа со съемной передней стенкой (крышкой). Движение суппорту передается через фартук от ходового винта или ходового вала. Механизм фартука снабжен четырьмя электромагнитными муфтами, что позволило сосредоточить управление на одной рукоятке, причем направления включения рукоятки совпадают с направлением движения подачи. В эту же рукоятку встроена кнопка быстрого хода суппорта. Благодаря наличию в фартуке обгонной муфты включение быстрого хода возможно при включенной подаче.



Рисунок 1.7.4 -Фартук

Коробка подач. Коробка подач (рис. 1.7.5) имеет две продольные расточки, в которых на подшипниках качения смонтированы валы. Зубчатые колеса изготовлены из хромистой стали и закалены. Коррегированные зубчатые колеса дают возможность нарезания двух типов резьб, метрической и дюймовой, без перестановки сменных зубчатых колес. При перестановке сменных зубчатых колес имеется возможность нарезания еще двух типов резьб - модульной и питчевой.



Рисунок 1.7.5 -Коробка подач

Сменные зубчатые колеса. Расположенные на стенке корпуса передней бабки сменные зубчатые колеса позволяют осуществлять подачу и нарезание метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьб в соответствии с паспортными данными.

Люнеты. Для обработки нежестких деталей диаметром от 20 до 150 мм станок оснащен подвижным и неподвижным люнетами. Люнеты снабжены сменными роликами и сухарями, устанавливаемыми в зависимости от условия работы.

Охлаждение. От электронасоса, установленного в правой тумбе станины, охлаждающая жидкость через трубопровод и шланг подается к инструменту, а затем стекает в два корыта, установленные спереди и сзади станка, откуда возвращается в бак электронасоса. Очистку корыт и бака необходимо производить не реже одного раза в месяц.

Частота обратного вращения шпинделя в 1,3 раза выше чем прямого, что сокращает время обработки резьб.

Точение длинных конусов производится одновременным выполнением продольной подачи суппорта и подачи резцовых салазок при соответствующем их повороте.

Точение коротких конусов производится механической подачей резцовых салазок, развёрнутых на нужный угол. Коробка подач обладает высокой жесткостью кинематической цепи, все силовые зубчатые колеса кинематической цепи изготовлены из легированной стали, закалены и отшлифованы.

Ограждения зоны резания и патрона, электрические и механические блокировки гарантируют безопасную работу на станке.

2. Кинематический расчет станка

2.1 Анализ кинематической структуры станка

Кинематика станка обеспечивает следующие движения:

- 24 частоты вращения шпинделя

- продольные подачи

- поперечные подачи - подача верхней части суппорта

- быстрое перемещение суппорта

Привод главного движения осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Частота вращения шпинделя изменяется передвижением зубчатых блоков по шлицевым валам. Коробка скоростей сообщает шпинделю 24 скорости прямого вращения и 11 скоростей обратного вращения через кинематические цепи. Из полученных 24 скоростей две скорости перекрываются. Реверс шпинделя осуществляется механической фрикционной муфтой. Продольные подачи. Через сменные зубчатые колеса на первый вал коробки подач. Далее через зубчатые колеса метрической резьбы и зубчатые колеса на ходовой вал и зубчатые колеса фартука, червячную пару, зубчатые колеса на рейку. При обратной подаче oт червячной пары через зубчатые колеса на рейку. Поперечные подачи. От ходового валика через зубчатые колеса червячную пару, на винт. При обратной подаче от червячной пары через зубчатые колеса на винт. Подача верхней части суппорта.

От фартука через зубчатые колеса и кулачковую муфту на винт. Быстрое перемещение суппорта. От электродвигателя, помещенного на торце фартука, через зубчатые колеса, червячную пару и далее через зубчатые колеса продольной поперечной подач

2.2 Обобщенная структурная формула для главного привода и привода подач станка

Привод главного движения осуществляется от электродвигателя мощностью 13 кВт через клиноременную передачу (200/280).

Частота вращения шпинделя изменяется передвижением зубчатых блоков по шлицевым валам.

Коробка скоростей сообщает шпинделю 24 скорости прямого вращения и 11 скоростей обратного вращения через кинематические цепи согласно (рис. 3).Из полученных 24 скоростей 2 скорости перемыкаются.

Реверс шпинделя осуществляется механической фрикционной муфтой.

Вращение на первый вал сменных зубчатых колес передается через следующие кинематические цепи:

От шпинделя через зубчатые колеса 125-126; 30-34 или 125-126; 31-32-34.

От пятого вала коробки скоростей (звено увеличения шага) через зубчатые колеса

19-129-128-127; 30-34 или 19-129-128-127; 31-32-34 что дает увеличение шага в 16 или 4 раза.

Уравнение кинематического баланса

=1460*(200/280)*(45/45)*(40/32)*(60/60)=1237=1250 мин-1

=1460*(200/280)*(40/50)*(23/46)*(24/60)*(24/96)*(22/88)=10,22=10 мин-1

Метрические резьбы. Через сменные зубчатые колеса 36-35-115-37 на первый вал коробки подач. Далее через механизм коробки подач, муфту 41-42, зубчатые колеса (44,45,46,47,48,49,50,51) - (52,53,54,55,56,57,58,59), муфту 67-68, зубчатые колеса (69-70) - (62-63); 61-71; 72-66; муфту 73-74 на винт 110. Дюймовые резьбы. Через сменные зубчатые колеса 36-35-115-37 а первый вал коробки подач. Далее через механизм коробки подач; зубчатые колеса 40-43 (52,53,54,55,56,57,58,59) - (44,45,46,47,48,49,50,51), 60-68 (69-70) - (62-63), 64-71,72-66 муфту 73-74 на винт 110.

Модульные резьбы. Через сменные зубчатые колеса 35-36,38-115-39 на первый вал коробки подач. Далее через механизм коробки подач, муфту 41-42, зубчатые колеса (44-45,46,47,48,49,50,51), (52,53,54,55,56,57,58,59), муфту 67-68, зубчатые колеса (69-70) - (62-63), 64-71,72-66, муфту 73-74 на винт 110.

Питчевые резьбы. Через сменные зубчатые колеса 35-36,38-115-39 на первый вал коробки подач. Далее через механизм коробки подач, зубчатые колеса 40-43, (52,53,54,55,56,57,58,59) - (44,45,46,47,48,49,50,51) (60-68), (69-70) - (62-63), 64-71,72-66, муфту 73-74 на винт 110.

Продольные подачи. Через сменные зубчатые колеса 36-35-115-37 на первый вал коробки подач. Далее через зубчатые колеса метрической резьбы и зубчатые колеса 73-75 на ходовой вал и зубчатые колеса фартука 76-77, червячную пару 78-79, зубчатые колеса 80-82,84-83,86 на рейку 87. При обратной подаче от червячной пары через зубчатые колеса 82-90-89,84-83,86 на рейку 87.

Поперечные подачи. От ходового валика через зубчатые колеса 76-77, червячную пару 78-79,80-88,91-94,94-96,95 на винт 108. При обратной подаче от червячной пары через зубчатые колеса 81-90-85,91-94,94-96-95 на винт 108.

Подача верхней части суппорта. От фартука через зубчатые колеса 94-96,97-98,99-100-101-102,103-104 и кулачковую муфту на винт 106.

Быстрое перемещение суппорта. От электродвигателя, помещенного на торце фартука, через зубчатые колеса 92-93, червячную пару 78-79 и далее через зубчатые колеса продольной и поперечной подачи.

2.3 Построение структурных сеток и графика частоты вращения для главного привода и привода подач

При разработке кинематической схемы станка в первую очередь необходимо решить вопрос выбора типа привода. Привод - источник движения и совокупность механизмов, передающих движение к конечным звеньям станка. Кинематическая схема модернизируемой коробки скоростей представлена на рисунке 2.3.1.

Станок может иметь один или несколько источников движения.

Применение нескольких двигателей позволяет сократить кинематические цепи, упростить управление, механизировать и автоматизировать станок. Если же между отдельными кинематическими цепями требуется строгая взаимосвязь, то они должны получать движение от общего двигателя.

Выбор привода имеет существенное значение при проектировании нового станка, так как это является одним из основных условий создания высококачественной и экономичной продукции.

По выбранной структурной сетке и построенному графику частот вращения составляем кинематическую схему привода от двигателя к последнему валу, условно обозначив числа зубьев колес через Z₁, Z₂ … Zn

Выбор структурной формулы и ее анализ

Количество вариантов структурных формул с учетом перестановок :

, (2.3.1)

где m - число множительных групп;

n - число множительных групп с одинаковым числом передач.

Построение структурных сеток в соответствии с выбранной структурной формулой и выбор варианта

Количество вариантов структурных сеток для каждой структурной формулы :

Таблица 2.3.1 - Характеристики структурных формул

№ вар.	Структурные формулы
	Ха	Хb	Хс
1	1
2	1
3		1
4		1
5			1
6			1

Определение чисел оборотов на каждой ступени.

Число оборотов на каждой ступени определяется по формуле:

(2.3.2)

где n_i - рассчитываемая частота вращения

n_i-1- частота вращения на предыдущей ступени

ц - знаменатель геометрической прогрессии

Рисунок 2.3.1 - Структурная сетка №1



Рисунок 2.3.2 - Структурная сетка №2

Рисунок 2.3.3 - Структурная сетка №3

Рисунок 2.3.4 - Структурная сетка №4



Рисунок 2.3.5 - Структурная сетка №5

Рисунок 2.3.6 - Структурная сетка №6

Выбор оптимального варианта структурной сетки

При выборе оптимального варианта структурной сетки основным критерием является следующий:

-структурные сетки, у которых лучи в первых передачах располагаются более тесно, обеспечивают меньшие размеры промежуточных передач, т.е. желательно, чтобы и т.д.

Из наших структурных сеток, наиболее приемлемой является сетка №2, т.к. её лучи расположены более плотно.

Построение графика частот вращения конечного звена привода

Структурная сетка не дает фактических значений частот вращения и передаточных отношений передач в группах. Для определения этих величин строят второй график - график частот вращения. График частот вращения привода представляет собой фактическую картину частот вращения.

Для его построения должны быть известны:

а) знаменатель ряда частот вращения ;

б) фактические частоты вращения от до ;

в) частота вращения выбранного привода двигателя ;

г) полная кинематическая схема привода, которая кроме групповых передач может иметь и одиночные передачи.

Рисунок 2.3.4.1 - График чисел оборотов

2.4 Кинематический расчет всех формообразующих цепей станка

Расчет коэффициента полезного действия коробки скоростей и мощности электродвигателя

Расчет выполняется в следующей последовательности. Определить эффективную мощность станка, т.е. мощность, затрачиваемую на процесс резания.

Мощность холостого хода

Для станков с главным вращательным движением мощность холостого хода приближенно может быть рассчитана по формуле:

, кВт (2.4.2.1)

где среднее арифметическое диаметров в мм всех опорных (подшипниковых) шеек валов коробки скоростей станка, исключая шпиндель; в зависимости от габаритов станка можно принять мм;

среднее арифметическое в мм диаметров опорных шеек шпинделя; в зависимости от габаритов станка можно принять мм или по аналогии со станкам-прототипам;

с - коэффициент, равный 1,5 для шпинделя, смонтированного на подшипниках качения;

частоты вращения в мин^-1 валов коробки скоростей и шпинделя на той ступени, на которой рассчитывается ; берутся из структурного графика привода главного движения станка в соответствии с найденной скоростью резания .

Определение расчетного (условного) КПД коробки скоростей

Расчетный (условный) КПД станка определяют по зависимости:

, (2.4.3.1)

где - КПД передач и подшипников качения и скольжения, соответственно;

- соответственно, количество однотипных передач и подшипников коробки скоростей - станка;

- коэффициент, приближенно учитывающий затраты мощности в приводе подач; для токарных станков =0,96.

Определение мощности электродвигателя

Мощность главного электродвигателя определяется по формуле :

, кВт (2.4.4.1)

Коэффициент меньше единицы может быть принят с учетом того, что двигатели в состоянии кратковременно работать с перегрузкой до 25% от номинальной мощности.

По рассчитанной мощности подбираем двигатель по каталогу. Принимаем двигатель 4А160S4У3.

2.5 Расчет динамики привода главного движения и подач

Определение коэффициента полезного действия коробки скоростей

Определение коэффициент полезного действия станка производим по зависимости :

, (2.5.1)

где - мощность электродвигателя подобранного по каталогу.

КПД станков с главным вращательным движением должен быть не ниже 0,7.

Проверочный расчет моментов Мкр. на валах коробки скоростей

Момент (М_mах.)_шп. на валу двигателя для заданных условий обработки :

, (2.5.2.1)

Момент (М_mах.) на валу двигателя определяется из выражения :

, (2.5.2.2)

где - передаточные отношения промежуточных передач от двигателя к шпинделю станка при получении минимальной частоты вращения шпинделя.

Момент, развиваемый двигателем, определяем по формуле :

(2.5.2.3)

При этом необходимо, чтобы выполнялось условие

(2.5.2.4)

Данное условие выполняется, т.к. 97,5>85,24

Определение предельных значений крутящих моментов на валах привода. Расчетный крутящий момент на любом валу привода главного движений станка равен :

, Н·м (2.5.3.1)

где номинальная мощность главного электродвигателя в кВт;

- кпд механизма от вала электродвигателя до рассматриваемого вала;

-расчетная частота вращения вала в мин^-1;

где - передаточное отношение шпиндельной передачи (отношение числа зубьев ведущего колеса к числу зубьев ведомого).

Расчетные крутящие моменты на остальных валах привода главного движения определяются по их минимальным частотам вращения, т.е.

, (2.5.3.2)

Определение параметров ременной передачи

В ременных передачах нагрузка передается силами трения, возникающая между шкивами и ремнями вследствие натяжения последнего. В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают плоскоременную, клиноременную, поликлиноременную или круглоременную. В станкостроении преимущественно используется клиноременная передача. Основными критериями работоспособности ременных передач являются: тяговая способность, определяемая силой трения между ремнем и шкивом, долговечность ремня, которая в условиях нормальной эксплуатации ограничивается разрушением ремня от усталости.

В настоящее время основным расчетом ременных передач является расчет по тяговой способности. Долговечность ремня учитывается при расчете путем выбора основных параметров передачи в соответствии с рекомендациями, выработанными практикой. При расчете ременных передач используют методику, приведенную в .

Для определения диаметров ременной передачи задаются диаметром меньшего (ведущего) шкива d, величина которого выбирается в зависимости от передаваемого момента (М) и типа ремня (ГОСТ 1284-68). Либо задаются величиной передаваемого момента на первом валу и определяют тип ремня и диаметр меньшего шкива [5]. Затем по известному уже передаточному отношению ременной передачи определяют диаметр D ведомого шкива из формулы :

, (2.5.4.1)

где - г коэффициент проскальзывания ремня, г=0,97-0,98.

, (2.5.4.2)

где - U_p - передаточное отношение ременной передачи,

n_эд. - частота вращения двигателя.

Округляем данный диаметр до стандартного, каковым является диаметр D = 355мм.

Определяем количество ремней, необходимых для передачи крутящего момента. Для этого по справочнику определяем значения коэффициентов k₁, k₂ . Затем по значению скорости, развиваемой ремнем на шкиве, диаметру меньшего шкива определяем значение мощности, передаваемой одним ремнем N₀. Для этого необходимо определить скорость, развиваемую малым шкивом. Воспользуемся формулой :

,м/с (2.5.4.3)

Количество ремней находим по выражению :

, (2.5.4.4)

где N₀ - мощность, передаваемая одним ремнем, кВт;

К₁,К₂ - коэффициенты зависящие от угла обхвата и нагрузки

Для силового расчета первого вала необходимо знать величину силы, действующей на вал со стороны шкива. Ее величину определяют по выражению:

, (2.5.4.5)

где д₀=120 Н/см²,

F - площадь ремней,

, (2.5.4.6)

где h, a, p - параметры сечения ремня. Величины параметров определяем по справочнику

Выбор чисел зубьев и определение фактической частоты вращения шпинделя

В станкостроении межосевые расстояния, суммы чисел зубьев пары сопряженных колес, числа зубьев червячных колес и модули нормализованы. Поэтому, в ряде случаев, приходится округлять расчетное значение параметров зубьев до стандартных значений.

Зная передаточные отношения между валами, выражают их в виде простой дроби и, задавшись суммой чисел зубьев, подбирают числа зубьев каждой пары зубчатых колес для данной множительной группы, т.е.

, и т.д. (2.5.5.1)

УZ=80

УZ=91

УZ=99

После выбора чисел зубьев колес производится определение действительных значений частот вращения и степень их отклонения от стандартного ряда в процентах.

По кинематической схеме, зная частоту вращения двигателя и числа зубьев колес привода, определяем частоту вращения шпинделя :

, (2.5.5.2)

где U_n - постоянные передаточные отношения привода, выраженные через диаметр шкивов, числа зубьев колес и т.д.;

U_x - переменные передаточные отношения привода, выраженные через числа зубьев колес.

Допускаемое отклонение фактических чисел оборотов шпинделя по сравнению с заданными .

3. Статические и динамические расчеты станка

3.1 Выбор компоновки станка

Компоновка станка в значительной степени влияет на технико-экономические показатели. От компоновки зависит: жёсткость конструкции; тепловой баланс и температурная деформация; универсальность станка и его переналаживаемость; металлоёмкость; трудоёмкость изготовления, сборки; ремонтопригодность.

Рисунок 3.1.1 - Установочный чертеж токарно-винторезного станка 1М63

3.2 Выбор материалов для основных деталей станка, их механические характеристики и термообработка

Выполнение расчетов на прочность, жесткость, виброустойчивость, износостойкость и т.д

Прямозубые передачи станков общего назначения

В приводных механизмах современных станков используют в основном стальные закаленные зубчатые колеса. Расчетные формулы для стальных закаленных цилиндрических прямозубых зубчатых передач коробок скоростей и подач имеют вид:

, мм (3.3.1.1.1)

, мм (3.3.1.1.2)

где расчетный крутящий момент на валу шестерни (меньшего колеса) передачи в , определенный по методике изложенной ранее;

z число зубьев шестерни;

U передаточное число, равное отношению числа зубьев большего колеса к числу зубьев меньшего колеса (), независимо от того, понижающая передача или повышающая;

знак плюс для подач наружного зацепления, минус для подач внутреннего;

- коэффициент формы зуба

- коэффициент определяют по выражению:

, (3.3.1.1.3)

b рабочая ширина зубчатого венца колеса в мм; для зубчатых колес передвижных блоков рекомендуется принимать (для тяжело нагруженных колес блоков );

коэффициенты, учитывающие увеличение нагрузки на передачу по сравнению с номинальной вследствие неравномерного характера процесса резания в работе привода :

, (3.3.1.1.4)

где _ коэффициент перегрузки выбирается по таблице;

, _ коэффициенты динамичности нагрузки, учитывающие дополнительные динамические нагрузки на зубья колес, возникающие при работе передачи вследствие погрешностей ее изготовления и монтажа, а также деформаций зубьев под нагрузкой; если окружная скорость передачи 1 м/с, то ==1; в остальных случаях значения коэффициентов выбираются из табл. При определении величины и окружной скорости необходимо задаться исходным модулем; если в последующем окажется, что полученный модуль отличается от предварительно выбранного не более чем на 25-30% расчет можно оставить в силе; в противном случае расчет модуля необходимо произвести заново.

коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине зуба; учитывают увеличение нагрузки на опасном участке контактной линии вследствие упругих деформации валов и подшипников, а также от погрешностей изготовления сопряженных колес, ведущих к взаимному перекосу контактирующих зубьев; выбираются по таблице:

допускаемые напряжения на изгиб и контактную прочность в определяются по формулам:

, (3.3.1.1.5)

, (3.3.1.1.6)

где _ длительные пределы выносливости зубьев при расчете на изгиб и контактную прочность в

_ коэффициент, учитывающий влияние режима шлифования зубьев на величину допускаемого изгибного напряжения

_ коэффициенты переменности режима работы, учитывающие благоприятное влияние переменного режима работы универсального станка на величину: допускаемого напряжения, когда через рассчитываемую передачу не всегда передается полная мощность, что позволяет повысить допускаемые напряжения по сравнению с длительными пределами выносливости; величина берется из таблицы, а рассчитывается по формуле:

, (3.3.1.1.7)

где - расчетное (базовое) число циклов нагружения при испытании материала шестерни на усталостную прочность;

- количество передач в группе, где находится рассматриваемая передача;

- расчетная частота вращения шестерни в мин^-1;

_ коэффициенты увеличения и , зависящие от степени универсальности станка в расположения передачи ближе к входному или выходному валу привода

Если при расчете значение, корня получается меньше единицы, следует принимать его равным 1.

,

,

,

,

,

После расчета модуля передачи по напряжениям изгиба и на контактную прочность больший из полученных модулей округляется, как правило, до стандартной ближайшей величины. Меньшую из стандартных ближайших величин можно принимать лишь в том случае, если расчетное значение отличается от стандартного не более чем на 20-25%.

, мм

, мм

Так, как в первой группе модуль контактный больше, то сравниваем его с принятым, и, если величина отклонения не будет превышать 25%, округляем до стандартного.

m_к1=3.5мм

, мм

, мм

Так, как во второй группе модуль контактный больше, то сравниваем его с принятым, и, если величина отклонения не будет превышать 25%, округляем до стандартного.

m_к2=3.5мм

, мм

, мм

Так, как в третьей группе модуль контактный больше, то сравниваем его с принятым, и, если величина отклонения не будет превышать 25%, округляем до стандартного.

m_к3=5.5мм

Межцентровое расстояние между валами А определяют по формуле [7]:

, мм (3.3.1.1.8)

где z₁, z₂, m - числа зубьев и принятый модуль пары зубчатых колес.

, мм

, мм

, мм

Для определения габаритов коробки скоростей рассчитывают диаметры окружности выступов по формулам:

, (3.3.1.1.10)

При проектировании коробки следует стремиться к наименьшим габаритам передач, при этом расстояние от колеса до стенки корпуса коробки принимается примерно равным 3 модуля.

3.3 Оптимизация основных конструктивных параметров модулей станка

На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы и т.п. Вал отличается от оси тем, что передает вращающийся момент от одной детали к другой, а ось не передает.

Приближенный расчет сводится к определению диаметра вала по формуле:

, см (3.4.1.1.1)

где - расчетный крутящий момент на валу Н м;

- допускаемое (пониженное) напряжение кручения в Н/м²;

, см

Принимаем d1=32 мм

, см

Принимаем d2=35 мм

, см

Принимаем d3=45 мм

, см

Принимаем d4=60 мм

При наличии шпоночного паза в опасном сечении вала расчетное значение необходимо увеличить на %.