Разработка привода главного движения для фрезерного станка
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Введение
Создание современных, точных и высокопроизводительных металлорежущих станков обуславливает повышенные требования к их основным узлам. В частности, к приводам главного движения и подач предъявляются требования: по увеличению жёсткости, повышению точности вращения валов, шпиндельных узлов. Станки должны обеспечивать возможность высокопроизводительного изготовления без ручной последующей доводки деталей, удовлетворяющих современным непрерывно возрастающим требованиям к точности.
Фрезерные станки широко применяют во всех отраслях машиностроительной промышленности. Они предназначены для токарной обработки из пруткового материала. На таких станках можно производить черновое и чистовое обтачивание, фасонное обтачивание, подрезание торцов, нарезание резьбы, накатку рифлей и отрезание.
В большинстве станков в качестве привода главного движения применяют коробки передач со ступенчатым регулированием частоты вращения, соединённые с асинхронным электродвигателем. К приводам главного движения предъявляют следующие требования: обеспечение необходимой мощности резания, сохранение постоянства мощности резания в коробках скоростей и крутящего момента, обеспечение заданного диапазона регулирования скорости, высокий КПД, надёжность, простота обслуживания и малые размеры.
Горизонтально-фрезерный универсальный станок предназначен для обработки заготовок из стали, цветных материалов и чугуна фрезами из быстрорежущей стали или оснащенных пластинами из твердого сплава. Станок используется в условиях индивидуального и серийного производств.
1. Описание разрабатываемой конструкции
.1 Назначение и технические характеристики станка
Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей различного профиля, прорезание прямых и винтовых канавок, нарезание зубчатых колес.
Конструкции фрезерных станков многообразны. Выпускают станки универсальные, специализированные и специальные.
Технические параметры станка
.Размеры рабочей поверхности стола
.Наибольшие перемещения стола :
продольное механическое/ продольное вручную
поперечное механическое/ поперечное вручную
вертикальное механическое/ вертикальное вручную
.Габаритные размеры станка
1.2 Описание компоновки заданного типа станка
Исходные данные
.Тип станка и привода: Коробка скоростей горизонтально-фрезерного станка
.Число ступеней вращения: Z=18
.Частота вращения шпинделя: nmax = 1600обр мин
nmin = 31.5
. Эффективная мощность обработки: 6 кВт
Компоновка заданного типа станка
1-Фундаментная плита
72-Станина вертикальная
3-Хобот
4 5 6 4-Шпиндель
5-Фреза
6-Оправка
87-Подвеска
98-Стол
9- Верхние поворотные салазки
10-Нижние салазки
21011- Консоль
11
11
1.3 Обоснование конструкции и компоновки проектируемого узла
В зависимости от компоновки различают коробки скоростей встроенные в шпиндельную бабку и коробки скоростей с разделенным приводам проектируемая коробка скоростей относится к встроенным в шпиндельную бабку. Переключение скоростей осуществляется с помощью 3 блоков зубчатых колес. Этот метод переключения является простым, надежным, легким в эксплуатации, простым в обслуживании.
2. Кинематический расчет узла
.1 Построение графиков частот вращения
Рассмотрим 4 варианта структурной сетки:
а) ;
б) ;
в) ;
г) .
Выбираем график частот вращения а т.к. он имеет веерообразные структуру,
2.2Определяем числа зубьев зубчатых колес
Таблица 1 - подбор зубьев зубчатых колес
Число зубьев з.к.17;2039;9234;6729;7262;3945;5629;7275;3025;80 1,592,52? z группы44101101105
2.3 Построение кинематической схемы
Мы спроектировали коробку скоростей для горизонтально-фрезерного станка. Данная коробка состоит из пяти валов на которых размещаются три блока зубчатых колес и девять простых зубчатых колес
3. Выбор электродвигателя и силовой расчет привода
.1 Выбор двигателя
Определяем КПД по формуле:
?0 =?1?2 ?к , (1)
где ?п = 0,997 =0,93- КПД подшипников
?1 = 0,954=0,81 зубчатой передачи
?м = 0,99- Кпд муфт
?0 =0,93 0,81 0,99 = 0,75
Вычисляем мощность электродвигателя N (кВт) по формуле:
, (2)
где - мощность резанья кВт,
?0 - КПД общее
Выбираем электродвигатель 4А132М4У3 мощностью 11 кВт, частота вращения 1460об/мин.
.2Определение крутящего момента на валах по формуле:
Нм
Рассчитываем вращающие моменты на валах:
4. Проектировочный расчет деталей узла
.1 Проектировочный расчет зубчатых колес
Материал - сталь45, термическая обработка - нормализация, твердость - HB =230
Определяем модуль по формуле:
(3)
фрезерный станок вал привод
где - коэффициент, учитывающий формулу зуба
- вспомогательный коэффициент при проектном расчете передачи
-крутящий момент на шестерне
.2 Определяем диаметры зубчатых колес по формуле:
d = mz (мм) (4)
Ведомый вал:
Учитывая влияние изгиба вала от напряжения ремня, принимаем [?k] = 20 МПа.
Диаметр выходного вала:
Рассчитываем м