Расчет привода главного движения радиально-сверлильного станка
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
°льный структурный вариант привода:
Zn = p1(x1) x p2(x2) x ... x pn(xn);
где p1,pn - количество различных передач в каждой группе
x1,xn - характеристика группы передач
Z = 12 = 3(1) x 2(3) x 2(6)
Значения x1, x2, xn для j = 1,41 должны удовлетворять условию:
для понижающих передач x1 = 6
для повышающих передач x2 = 3.
По выбранному оптимальному структурному варианту привода строим структурную сетку рис.3.
Рис.3 Структурная сетка привода
Зная частоту вращения электродвигателя nдв = 1430 об/мин, строим структурный график чисел оборотов привода главного движения.
Строим график частот (рис. 4):
45 63 90 125 180 250 355 500 710 1000 1400 2000
Рис. 4 График частот
Определим передаточное отношение в каждой группе передач по формуле:
i = ju
где j - принятый знаменатель ряда чисел оборотов
u - количество интервалов
in/п = j-1,067 = 0,693;
i1 = j-2 = 1.41-2 = 0,503;
i2 = j-1 = 1.41-1 = 0,709;
i3 = j0 = 1.410 = 1;
i4 = j-3 = 1.41-3 = 0,357;
i5 = j0 = 1.410 = 1;
i6 = j-4 = 1.41-4 = 0,253;
i7 = j2 = 1.412 = 1.988;
По таблице выбираем числа зубьев передач:
1) промежуточная передача: z = 72;
Zп\п ш =30; Z п\п к =72-30=42;
где Zп\п ш - число зубьев шестерни;
Zп\п к - число зубьев колеса;
2) первая групповая передача: z = 84;
z1ш = 28; z1к = 84-28 = 56;
z2ш = 35; z2к = 84-35 = 49;
z3ш = 42; z3к = 84-42 = 42;
3) вторая групповая передача: z = 102;
z4ш = 27; z4к = 102-27 = 75;
z5ш = 51; z5к = 102-51 = 51;
4) третья групповая передача: z = 104;
z6ш = 21; z6к = 104-21 = 83;
z7ш = 35; z7к = 104-35 = 69;
Определяем фактические обороты шпинделя:
n146,52n265,45n393,04n4129,22n5184,59n6258,43n7362,46n8517,80n9724,92n101006,84n111438,34n122013,67
Определяем отклонения фактических оборотов от стандартных:
.
На всех ступенях относительная погрешность не превышает предельно- допустимой - 4.1%.
1.5 Расчет мощности привода и крутящих моментов
Эффективная мощность станка:
Nэф =2,8 кВт;
Определяем необходимую мощность привода главного движения, приняв предварительно коэффициент полезного действия привода = 0,7:
Определяем составляющие силы резания - крутящий момент Мкр и осевую силу Ро :
Мкр = 10*См*Dq*Sy*Kp, Н•м;
где D - диаметр сверла, мм; D = 40 мм;
S - подача, мм/зуб; S = 0,58 мм/зуб;
См = 0,0345; q = 2; у = 0,8; Кр = 0,898 - коэффициенты.
;
Осевая сила: Ро = 10* Ср*Dq*Sy*Kp, Н;
Ср = 68; q = 1,0; у = 0,7; Kp = 0,898 - коэффициенты.
Ро = 10*68*401*0,580,7*0,898 = 16681,9 Н;
Зная необходимую мощность привода главного движения, выбираем электродвигатель :
тип двигателя 4А100L4У3 (P=4 кВт, n=1430 об/мин).
Определяем мощность на каждом валу с учетом потерь на трение в подшипниках, в зацеплениях зубчатых колес, в муфтах:
промежуточный вал:
Рп = Рдв *hм = 4,0 * 0,985 = 3,94 кВт;
первый вал:
Р? = Рдв *hм *hп *hзц*hп = 4,0 * 0,985 * 0,99 * 0,97 * 0,99 = 3,746 кВт;
второй вал:
Р?? = Р ? * hзц * hп * hм = 3,746 * 0,97 * 0,99 * 0,985 = 3,543 кВт;
третий вал:
Р??? = Р ?? * hзц * hп *hм = 3,543 * 0,97 * 0,99 * 0,985 = 3,351 кВт;
четвертый вал:
Р?V = Р ??? * hзц * hп * hм = 3,351 * 0,97 * 0,99 * 0,985 = 3,169 кВт;
шпиндель:
Рш = Р?V * hзц * hп = 3,169 * 0,97 * 0,99 = 3,043 кВт;
где hзц = 0,97 - КПД зубчатой передачи,
hм = 0,985 - КПД муфты,
hп = 0,99 - КПД подшипников качения.
Определяем крутящие моменты на каждом валу:
Тj = 9550 * Pj / nj;
Т? = 9550 * 3,746 / 1021,43 = 35,024 Н•м;
Т?? = 9550 * 3,543 / 510,71 = 66,252 Н•м;
Т??? = 9550 * 3,351 / 183,86 = 174,057 Н•м;
Т?V = 9550 * 3,169 / 46,52 = 650,558 Н•м;
Тш = 9550 * 3,043 / 46,52 = 624,692 Н•м;
1.6 Расчет передач, устройств и механизмов проектируемого привода
.6.1 Определение предварительных диаметров валов
Определяем предварительные диаметры валов из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях:
, мм
где []=25 МПа - допустимое напряжение кручения.
d1 = мм;
d2 = мм;
d3 = мм;
d4 = мм.
dш = мм.
По конструкционным соображениям выбираем диметры валов d1 = 20 мм, d2 = 25 мм, d3 =35 мм, d4 = 50мм, dш = 50мм.
.6.2 Определение межосевых расстояний
Определяем межосевые расстояния:
, мм;
Принимаем стандартные модули по ГОСТ 9563-60 m1=2,0 мм; m2=2,5 мм; m3= 2,5 мм; m4=3 мм.
мм;
мм;
мм;
мм.
мм.
.6.5 Определение делительных диаметров зубчатых колес
1.6.6 Выбор материала для изготовления элементов привода
Назначаем материалы для изготовления элементов привода: для шестерен - 40Х, термообработка - азотирование поверхности 55…60 HRCэ при твердости сердцевины 28…30 HRCэ ( МПа, МПа); для колес - сталь 40Х, термообработка - азотирование поверхности 55…60 HRCэ при твердости сердцевины 28…30 HRCэ. Для изготовления валов принимаем сталь 40Х, чтодля шестерен.
Азотирование (насыщение поверхностного слоя азотом) обеспечивает не меньшую твердость, чем при цементации. Малая толщина твердого слоя (около 0,1…0,6 мм) делает зубья чувствительными к перегрузкам и непригодными в условиях повышенного абразивного износа (например, плохая защита от загрязнения). Степень коробления при азотировании мала. Заготовку зубчатого колеса, предназначенного для азотирования, подвергают улучшению в целях повышения прочности сердцевины.
Высокая твердость зубьев значительно повышает их контактную прочность. В этих условиях решающей может оказаться не контактная, а изгибная прочность.
1.7Расчет шпинделя на жесткость и угол кручения
1.7.1 Определение сил, действующих на шпиндельный вал
Окружное усили?/p>