Курсовая работа: Расчет технических параметров станков
Курсовая работа: Расчет технических параметров станков
Министерство образования РФ
Тольяттинский государственный университет
автомеханический институт
Кафедра:
«Резание, станки и инструмент»
Расчетно-пояснительная
записка к курсовому проекту по дисциплине:
“Расчет
и конструирование станков”
06.С.03.15.00.000
ПЗ
Студент: Цуркан А.В.
Группа: МСКв - 501
Преподаватель:
Гомельский М.В.
Тольятти,
2006.
Содержание
1. Расчет-обоснование
технической характеристики станка
2. Кинематический расчет
передач проектируемого привода
3. Прочностные расчеты
передач, валов, шпиндельного узла
4. Краткое описание
станка в целом и подробное описание конструкции привода подач
1. Расчет-обоснование технической
характеристики станка
Расчет
выполнен по [1].
Определяем
наименьший диаметр сверления:
Dmin = (0,25…0,3)Dmax;
где,
Dmax-наибольший
диаметр сверления.
Dmin = (0,25…0,3)Dmax=(0,25…0,3)30=7,5мм.
Определяем
минимальную подачу при сверлении Dmin:
При
обработке самого мягкого (из заданных) материала по табл. 2.2.1:
=0,14-0,18мм, при сверлении стали <600 МПа.
Определяем
максимальную подачу при сверлении Dmax:
При
обработке самого мягкого (из заданных) материала по табл. 2.2.1:
=0,45-0,55мм, при сверлении стали <600 МПа.
Определяем
минимальную подачу при сверлении Dmin:
При
обработке самого твердого (из заданных) материала по табл. 2.2.1:
=0,13-0,15мм, при сверлении стали =800…1000 МПа.
Определяем
максимальную подачу при сверлении Dmax:
При
обработке самого твердого (из заданных) материала по табл. 2.2.1:
=0,32-0,4мм, при сверлении стали =800…1000 МПа.
Определяем
минимальную подачу при развертывании Dmin по табл. 2.2.2:
Sminp =0,8мм, при материале режущей части инструмента из быстрорежущей стали.
Определяем
максимальную подачу при развертывании Dmax по табл. 2.2.2:
Smaxp =1,2мм, при материале режущей части инструмента из быстрорежущей стали.
В
качестве Smin
принимаем подачу, меньшую из,,Sminp.
Следовательно,
Smin=0,13мм.
В
качестве Smax
принимаем подачу, большую из ,,Smaxp.
Следовательно,
Smax=1,2мм.
Определяем
максимальную скорость резания при сверлении при обработке самого мягкого
материала:
;
где,
СV, ZV, yV, m- коэффициенты и показатели степени;
Т - среднее значение периода стойкости
сверл;
- минимальная подача при сверлении Dmin при обработке самого мягкого
материала;
Dmin- наименьший диаметр сверления;
КV- поправочный коэффициент.
Определяем
период стойкости сверла по табл. 2.2.4:
Т=25мин, для углеродистых сталей.
Определяем
коэффициенты и показатели степени, зависящие от материала изделия и инструмента
по табл. 2.2.3:
СV=7;
ZV=0,4;
yV=0,7;
m=0,2.
Определяем
поправочный коэффициент:
КV = КMV КИV;
где,
КMV- коэффициент, учитывающий
механические свойства обрабатываемого материала.
КИV- коэффициент, учитывающий материал
инструмента.
.Определяем
коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала:
КMV=1,25, для самого мягкого материала.
Определяем
коэффициент, учитывающий материал инструмента:
КИV=1, для инструментальных сталей.
КV = КMV КИV=1.25*1=1.25.
м/мин;
Определяем
скорость резания при максимальной мощности резания:
;
где,
Dmax- наибольший диаметр сверления;
- максимальная подача при сверлении Dmax при обработке самого мягкого
материала.
Т=50мин, СV=9,8,ZV=0,4,yV=0,5,m=0,2, КMV=1,25, КИV=1;
КV = КMV КИV=1.25*1=1.25.
м/мин.
Определяем минимальную скорость
резания при сверлении при обработке самого твердого материала:
;
где,
- максимальная подача при сверлении Dmax при обработке самого твердого
материала.
Т=50мин, СV=9,8,ZV=0,4,yV=0,5,m=0,2, КMV=0,9, КИV=1;
КV = КMV КИV=0.9*1=0.9;
м/мин.
Определяем
минимальную скорость при развертывании:
Vminp=Vpkp;
где,
Vp- скорости резания, для наибольшей подачи при диаметре
развертки Dmax;
kp- поправочный коэффициент.
Vp=9,9м/мин, при Dmax=30мм и Smaxp =1,2мм.
Определяем
поправочный коэффициент:
kp=0,78, для углеродистых сталей.
Vminp=Vpkp=9,9*0,78=7,72м/мин.
В
качестве Vmin принимаем скорость, меньшую из Vminс и Vminp.
Следовательно,
Vmin=7,72м/мин.
Определяем
максимальную частоту вращения шпинделя:
об/мин.
Определяем
минимальную частоту вращения шпинделя:
об/мин.
Определяем
максимальный крутящий момент при сверлении самого твердого материала сверлом из
быстрорежущей стали:
;
где,
CM, ZM, yM –коэффициенты и показатели степени в
зависимости от обрабатываемого материала (по табл.2.2.11);
КМр–
коэффициент, учитывающий влияние механических свойств стали на крутящий
момент(по табл.2.2.12).
Определяем
коэффициенты и показатели степени, зависящие от материала детали и инструмента:
CM=0,34;
ZM =2;
yM =0,8;
;
Нм.
Определяем крутящий момент при
максимальной мощности при сверлении самого мягкого материала:
;
CM=0,34;
ZM =2;
yM =0,8;
;
Нм.
Определяем
максимальную эффективную мощность при сверлении:
;
где,
nN– частота вращения шпинделя при сверлении с максимальной
мощностью.
Определяем
частоту вращения шпинделя при сверлении с максимальной мощностью:
об/мин;
Определяем
установленную мощность электродвигателя:
;
где,
η- коэффициент полезного действия
привода.
Определяем
коэффициент полезного действия привода:
Принимаем
предварительно= 0,75…0,8.
Определяем
максимальное осевое усилие при сверлении самого твердого материала сверлом из
быстрорежущей стали:
;
где,
Ср,
Zp, yp-значения коэффициентов и показателей степени в формуле
окружной силы. Ср=680, Zp=1, yp=0.7.
Определяем тяговую силу, необходимую для
осуществления подачи:
;
где,
d-
диаметр шлицев на шпинделе.
Определяем
диаметр шлицев на шпинделе:
Принимается
предварительно d=Dmax,следовательно, d=30мм.
Определяем
коэффициент трения в направляющих пиноли и на шлицах шпинделя:
Принимаем
.
2. Кинематический расчет передач
проектируемого привода
В
данной работе ведется проектирование коробки скоростей вертикально-сверлильного
станка.
Диапазон
регулирования частот ступенчатой части привода:
,
где:
nmax = 1683,7 об/мин–максимальная частота вращения шпинделя, (см.
п.1.9);
nmin = 81,95 об/мин–минимальная частота вращения шпинделя, (см. п.1.8).
Таким
образом,
.
Определение
числа ступеней подач [6]
,
где
Rn = 20,545
– см. п. 2.1;
φ
– знаменатель геометрического ряда коробки подач, выбираем φ = 1,41 для
вертикально-сверлильного станка;
.
Принимаем
полученное значение равным: z = 11(исходя из ряда).
Выбираем
значения подач из нормального ряда чисел в станкостроении [3], который
соответствует выбранному знаменателю ряда:
63;
90; 125; 180; 250; 355; 500;710;1000;1400;2000 об/мин.
Построение
структурной сетки
Формула
структуры привода имеет следующий вид:
.
Структурная
сетка привода
р1 = 2 р2 = 2 р3
= 2
х1 = 2 х2 = 3 х3
= 5
х3 = 5, так как для обеспечения 11
ступеней подач, необходимо одну перекрыть.
Рисунок
1
Разработка
кинематической схемы
За
основу разрабатываемой схемы коробки подач возьмем кинематическую схему
станка-аналога 2А135 [4].
Кинематическая
схема коробки скоростей
Рисунок
2
Построение
графика подач
График
подач строится в соответствии с разработанной кинематической схемы станка. Он
отражает подачи всех валов привода. Для построения графика используем
структурную сетку. Причем понижающие imin и повышающие imax передаточные отношения должны соблюдать
условия [10]:
; .
Диапазон
регулирования групповой передачи должен быть:
.
Исходя
из этих условий, назначим минимальные передаточные отношения в коробке подач:
; ; .
Примем
передаточные отношения одиночных передач:
; .
График
подач
Рисунок
3
Назначение
чисел зубьев шестерен
Числа
зубьев в групповых передачах назначаем по таблице 3 [8].
Таблица
1 Числа зубьев шестерен групповых передач
Sz =
75
|
Sz =
78
|
Sz =
80
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Числа
зубьев шестерен одиночных передач:
; .
Определим
передаточное отношение i1:
Уравнения
кинематического баланса
Поскольку
все передаточные отношения получаются с погрешностью, значения подач также
получаются неточными. Отклонение значений частот вращения не должно превышать
величины:
Δ
≤ ±10ּ(φ – 1) %.
Для
знаменателя φ = 1,41 эта величина составляет Δ = 4,1 %.
1)
Значение подачи на графике: S
= 0,18 мм/об.
Фактическое
значение частоты вращения:
.
Отклонение
значения подачи:
.
2)
Значение подачи на графике: S
= 0,25 мм/об.
Фактическое
значение подачи:
.
Отклонение
значения подачи:
.
3)
Значение подачи на графике: S
= 0,355 мм/об.
Фактическое
значение подачи:
.
Отклонение
значения подачи:
.
4)
Значение подачи на графике: S
= 0,5 мм/об.
Фактическое
значение подачи:
.
Отклонение
значения подачи:
.
5)
Значение подачи на графике: S =
0,71 мм/об.
Фактическое
значение подачи:
.
Отклонение
значения подачи:
.
6)
Значение подачи на графике: S
= 1 мм/об.
Фактическое
значение подачи:
.
Отклонение
значения подачи:
.
Страницы: 1, 2, 3
|