Передаточное
отношение
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Численное
значение
|
1
|
1,28
|
0,63
|
1
|
1
|
0,25
|
0,25
|
1
|
1,23
|
0,5
|
0,5
|
Зубчатые
передачи
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число зубьев
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактическое
перед. отнош.
|
1
|
1,26
|
0,63
|
1
|
1
|
0,25
|
0,25
|
1
|
1,26
|
0,5
|
0,5
|
Раздел 3.
Расчёт элементов привода
3.1 Расчёт
крутящих моментов
При определении крутящих моментов на валах коробки скоростей
универсальных станков расчётная частота вращения шпинделя принимается не , а рассчитывается для токарных станков по
формуле:
где диапазон регулирования частот вращения.
Стандартное значение .
Крутящий момент на валу электродвигателя привода при номинальной
мощности определяется по формуле:
где
мощность электродвигателя, кВт;
частота вращения электродвигателя, об/мин
Для определения крутящих моментов на валах привода главного движения используется формула:
где мощность электродвигателя, кВт;
КПД участка цепи от двигателя до данного вала;
частота вращения го вала, об/мин.
Крутящий момент на шпинделе, соответствующей расчётной частоте () принимается в качестве наибольшего и
равен:
Крутящий момент на валу электродвигателя равен: .
Крутящий момент на правом валу равен:
Крутящий момент на 2 валу равен:
Крутящий момент на 3 валу равен:
Крутящий момент на 4 валу равен:
Крутящий момент на 5 валу равен:
Крутящий момент на 6 валу равен:
3.2
Расчёт зубчатых передач
3.2.1 Выбор материала и термообработки зубчатых колёс.
Выбираем для изготовления колёс и шестерен материал сталь 40Х
со следующими механическими характеристиками:
а) назначаем термообработку - улучшение;
б)
где НВ - твёрдость по Бринеллю, предел выносливости, предел текучести.
Расчёт ведём для зубчатой пары:
контактные.
.2.2 Определение допустимых напряжений.
Определяем базовые пределы контактной выносливости по формуле:
Допускаемые контактные напряжения определяем по формуле:
где базовый предел контактной выносливости;
коэффициент безопасности;
коэффициент долговечности.
Определяем контактные допускаемые контактные напряжения изгиба:
где
предел выносливости материала зубьев при изгибе, соответствующей
базовому числу от нулевых циклов;
коэффициент долговечности;
коэффициент нагрузки;
коэффициент безопасности;
тогда:
.2.3 Проектировочный расчёт:
.2.3.1 Определяем ориентировочные значения диаметра нормальной
окружности для шестерни z=15,
где ;
(мм).
.2.3.2 Определяем модуль из расчёта на контактную выносливость:
.2.3.3 Определяем модуль из расчёта на изгибную выносливость:
где ;
(мм).
.2.4 Проверочный расчёт.
.2.4.1 Определяем расчётное контактное напряжение по формуле:
;
где ; α=20;
;
где ; ; ; ;
.2.4.2 Определяем расчётное напряжение изгиба зубьев:
3.3 Расчёт
валов привода станка
3.3.1 Проектировочный расчёт валов
В результате проектировочного расчёта определяем
ориентировочные значения диаметров валов. Этот расчёт ведётся только на
кручение по известному крутящему моменту, передаваемому валом. Диаметр
выходного конца вала или промежуточного вала под шестерней определяется по
формуле:
мм
где: 10-20 - допускаемое напряжение на кручение
для шестерни; 20-25 - допускаемое напряжение на кручение
для выходного конца вала.
мм. Принимаем 32 мм из стандартного ряда.
мм. Принимаем 30 мм.
Принимаем 30 мм.
Принимаем 30 мм.
Принимаем 30 мм.
Принимаем 30 мм.
Принимаем 30 мм.
.3.2 Проверочный расчёт на статическую прочность.
Расчёт валов коробки скоростей имеет специфические особенности,
обусловленные конструктивным и кинематическим их исполнением. Для составления
расчётной схемы необходимо иметь поперечное расположение валов, на которые
устанавливаются положения зацепления зубчатых колёс, направления сил в
зацеплении. Расчёт производят для 6-го вала по расчётной цепи:
Радиальные силы:
кН; кН.
Плоскость YZ:
Изгибающие моменты
Плоскость XZ:
M3y = - Rx1×l = - 0,173×90 = - 184Hм;
M4y = Rx2×l3 = 0.57×145 =
955Нм.
Плоскость YZ:
M3x = Ry1×l1 = 0.663×90 =
690Нм;
M4x = - Ry2×l3 = - 0,067×145
= - 115Нм
Эквивалентный момент для сечения с большим изгибающим моментом (по
пятой теории прочности):
= Нм;
Диаметр вала в рассчитанном сечении:
мм.
Получив значение сечения вала в опасном сечении и сравнив его с
найденным при проектировочном расчёте видим, что они примерно одинаковы,
поэтому оставим
.3.3 Расчёт на усталостную прочность.
На практике установлено, что для валов основным видом разрушения
является усталостное разрушение. Статическое разрушение наблюдается значительно
реже. Оно происходит под действием случайных кратковременных нагрузок. Поэтому
для валов расчёт на усталостную прочность является основным. Причём, что
нормальное напряжение от изгиба изменяется по симметрическому циклу. Расчёт на
усталостную прочность состоит в определении коэффициента запаса прочности
"n" для опасного сечения и сравниваем
его с требуемым (допускаемым) значением [n]. Прочность соблюдается при n≥ [n].
Материал вала ─ сталь 45. Термообработка ─ улучшение.
Предел прочности: δВ = 750МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба кручения
касательных напряжений:
[5], стр.96
Кδ = 1; Кτ = 1; εδ = 0.76; ετ = 0,65; β = 0,95; δυ = δu; δм = 0; ψδ =0,2; ψτ = 0,1.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
δ-1 = = 322МПа [5], стр.95.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [5],
стр.95:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям [5],
стр.100:
При совместном действии напряжения, кручения, и изгиба запас
сопротивления усталости определяется по формуле [5], стр.95:
n = 5.35 > [n] = 2,5…3,0.
.3.4 Расчёт вала на жёсткость.
Прогибы и узлы поворота в вертикальной плоскости.
Момент инерции
мм
Учитывая, что прогиб в местах посадки подшипников равен нулю (f = 0), можно записать:
0,0006
Угол поворота в месте посадки подшипников (т.2):
θ=EIθ1--0,00094
Угол поворота в месте посадки зубчатых колес:
θ= EIθ1-=0,0006<0,01
Прогиб в точках 3 и 4;
ЕIf3 = θθ
ЕIf4 = θ
Раздел 4.
Смазывание и обслуживание станка
Циркуляционной системой осуществляется смазка элементов
станка: коробки скоростей, подач и механизмов подач, включающих в себя масленый
резервуар. Уровень масла по красной точке указателя 8 допуска станка или после
его включения через 10-15 мин.
Количество разливаемого масла - 7 литров.
Верхний и нижний подшипники шпинделя смазывают способом
набивки смазки УЧАТИМ - 201 ГОСТ6267-74.
Привод (подшипники) смазываются также способом набивки
смазкой УЧАТИМ - 201, периодичность смазки один раз в год. Направляющие колоны
смазываются индустриальным маслом 20А ГОСТ 20799-75.
При нормальной работе масло должно непрерывно поступать в
контрольный глазок. Смену масла рекомендуется производить через каждые десять
дней, а затем один раз в три месяца.
Проверку системы смазки производят через каждые три месяца.
Раздел 5.
Охрана труда и Т. Б.
Безопасность труда на станке 1В62Г достигается соответствуя
требованиям ГОСТ 12.2.009-80, СТ СЭВ 578-77, СТ СЭВ 539-77, СТ СЭВ 500-77.
Требования безопасности труда при эксплуатации станка учитывается
соответствующими разделами:
. Для обслуживающего персонала:
Персонал, допущенный в установленном на предприятии порядке к
работе на станке, а так же к его наладке и ремонту обязан:
.1 Получить инструктаж по Т.Б. в соответствии с заводскими
инструктажами, разработанными на основании руководства по эксплуатации и
типовых инструкций по охране труда.
.2 Ознакомиться с общими правилами эксплуатации и ремонта
станка и указаниями по Т.Б., которые содержатся в руководстве по эксплуатации
электрооборудования.
.3 Чистку и регулировку механизмов станка проводить при
полной остановке и отключении станка от энергопотребителей.
. При транспортировке и установке станка:
.1 При монтаже, демонтаже и ремонте и ремонте для надёжного
закрепления и безопасности перемещения станка следует использовать специальные
рем. болты и другие устройства, предусмотренные конструкцией станка.
Грузоподъёмные устройства следует выбирать с учётом указанных
в разделе.
.2 При расконсервировании станка следует руководствоваться
Т.Б. по ГОСТ 2014-78.
. При подготовке станка к работе:
.1 Проверить исправность кнопочных и тормозных устройств.
.2 Проверить исправность системы смазки и системы охлаждения.
. При работе станка:
.1 Режимы резания должны соответствовать руководству по
эксплуатации.
.2 При отсутствии подачи масла на контрольный глазок
немедленно остановить станок.
.3 Не рекомендуется переключать скорости и подачи на ходу,
т.к. это может привести к выходу из строя зубчатых колёс.
Заключение
В курсовом проекте разработан привод главного движения станка
модели 1В62Г, так же имеется смазка станка, инструктаж по охране труда, технике
безопасности и т.д.
Литература
1.
В.И. Глубокий: "Металлорежущие станки и промышленные работы" Мн. 1984
г.
.
Справочник технолога - машиностроителя; под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К.
Мещерякова, Машиностроение 1985 г.
.
Ф.Д. Релин: "Металлические материалы" Мн. Высшая школа 1987 г.
.
А.И. Кочергин: "Конструирование и расчёт металлорежущих станков и
станочных комплексов" Мн. Высшая школа 1991 г.
.
С.А. Чернавский: "Курсовое проектирование деталей машин" 1979 г.
.
В. Пуш: "Металлорежущие станки"; 1986 г.