Определение технических характеристик станка

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовое проектирование - важная составляющая часть учебного процесса. В ходе курсового проектирования студенты приобретают опыт самостоятельного решения практических задач, изучают современные конструкции технических устройств и тенденции их развития, приобретают навыки использования средств вычислительной техники при решении задач.

Работа над курсовым проектом является тем процессом, который даёт возможность студентам проявить свои творческие способности, интуицию и фантазию, поскольку принятие решений в проектах мало связано с применяемостью материалов и комплектующих изделий.

В данном курсовом проекте производится проектирование привода подач на базе станка 1Г340ПЦ. Целью выполнения является закрепление знаний полученных при изучении курса “Конструирование станков и средств автоматизации”

В ходе выполнения курсового проекта необходимо произвести расчёт технических характеристик станка. Спроектировать привод подач и произвести его кинематический расчёт, расчёт зубчатых передач, валов, подшипников. Произвести расчет и обоснование конструкции тягового устройства. Выбрать тип смазки и систему смазки, тип масла.

При выполнении необходимо учесть исходные данные.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАНКА

Исходными данными для определения необходимой мощности привода будут:

- максимальный диаметр обрабатываемого вала

обрабатываемый материал Сталь 45, σ_в =810 МПа, HB220.

Инструментальный материал - быстрорежущая сталь.

Скорости резания :

 

 

где T - стойкость инструментального материала, мин

D - диаметр заготовки, мм

С_V, q, m, y -имперические коэффициенты,

K_V - поправочный коэффициент

 

 м/мин

 

Определение частоты вращения шпинделя

 

;

 

Принимаем стандартное значение частоты вращения

Крутящий момент

 

Н*м

 

подача,

коэффициенты и показатели степеней

коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала на силовые зависимости

Мощность резания, :

 

 

Выбор электродвигателя станка

 

 

По рассчитанным мощности и частоте вращения шпинделя выбираем из частотно регулируемый асинхронный электродвигатель серии 4А и выписываем его основные характеристики:

· Электродвигатель 4А132S4У3;

·   мощность электродвигателя N_дв=7,5 кВт;

·   синхронная частота вращения n=1500 об/мин;

·   номинальная частота вращения n=1455 об/мин;

·   коэффициент полезного действия η=88 %.

Расчёт подшипников

Для рассчитываемого вала проверяем наиболее нагруженный подшипник.

Выбираем подшипник шариковый радиальный однорядный ГОСТ 8338 -75, легкая серия, обозначение 204, параметры: d = 20 мм, D = 47 мм, В = 14 мм, Cr = 12,7 кН, Cor = 6,2 кН..

И подшипник шариковый радиальный однорядный ГОСТ 8338 -75, легкая серия, обозначение 205, параметры: d = 25 мм, D = 52 мм, В = 15 мм, Cr = 14 кН, Cor = 7 кН.

Проверим пригодность подшипников в опоре С, т.к. реакция в данной опоре наибольшая и равна

Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчётной динамической грузоподъёмности с базовой, или базовой долговечности с требуемой по условиям:

 

C_rp ≤ C_r или L_h ≥ L_h.

 

Требуемая долговечность подшипника L_h = 2·10⁴.

Расчётная динамическая грузоподъёмность определяется по формуле:

 

 

R_E - эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

ω - угловая скорость вала, с^-1;

 

 

m - показатель степени, m = 3._E = V· R_r ·K_б ·K_т

 

где V - коэффициент вращения, V = 1;_r - суммарная реакция подшипника;_б - коэффициент безопасности, =1,4;_т - температурный коэффициент, = 1.

 

R_E = 1· 646,1 ·1,4 ·1 = 904,54 Н

 условие C_rp ≤ C_r выполняется.

 

Произведём расчёт подшипника на долговечность

 

 условие выполняется.

 

Выбранный подшипник обеспечивает основные эксплуатационные требования.

РАСЧЁТ ТЯГОВОГО УСТРОЙСТВА

 

Определяем скорость движения рейки (стола):

 

,

 

где m_к, z_к, n_рк - соответственно модуль, число зубьев и число оборотов в минуту реечного колеса;

 

Требуемое число оборотов реечного колеса:

 

 

Необходимое число оборотов реечн.ого колеса при осуществлении обратного хода:

Скорость обратного хода принимаем исходя из соотношения  и устанавливаем её в пределах 56-75 м/мин.

 

 

При движении во время рабочего хода стол преодолевает составляющую P_z силы резания и силу трения стола в направляющих. Величина тягового усилия:

 

 

где P_y - составляющая силы резания, направленная перпендикулярно плоскости стола, Н;

Q - вес движущихся частей, Н;

f - приведенный коэффициент трения в направляющих.

 

 

При реверсировании стола имеют место два вида сопротивлений: сила инерции движущих масс при разгоне стола и сила трения в направляющих.

Сила инерции массы суппорта:

 

,

 

где m_c - масса суппорта, кг;

V₀ - скорость обратного хода, м/мин;

t - полное время реверсирования (время на остановку в конце рабочего хода и разгон в начале холостого хода), сек.

 

 

Сила инерции вращающихся масс привода:

 

,

 

где I₀ - момент инерции вращающихся во время обратного хода масс привода, приведённых к валу привода, приведённых к валу реечного колеса, кг·м²;

 

 

Полная величина сил инерции:

 

 

Сила трения во время обратного хода:

 

 

Тяговое усилие обратного хода:

 

 

В качестве расчётного для определения несущей способности деталей привода и его мощности следует принимаем большее из тяговых усилий: .

Модуль передачи выбираем из условия:

 

, (см. [2], стр. 47)

 

где Ψ_bm - отношение ширины колеса к модулю, принимаем Ψ_bm = 11 (z₁ = 12 - число зубьев шестерни);

Тогда

 

 

Принимаем стандартный m = 2 мм

 

Таблица 6.1 - Геометрические параметры передачи зубчатое колесо-рейка.

	Число зубьев	m,мм	d,мм	da,мм	df,,мм	b,мм
Зубчатое колесо	12	2	24	28	23	10
Рейка	42	2	-	-	-	-

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе выполнения данного курсового проекта на базе токарно-револьверного станка 1Г340ПЦ модернизировал привод подачи. При заданном числе ступеней подач z = 12 модернизировал коробку подач: уменьшил количество зубчатых колес. При данной модернизации произвёл расчёт тягового устройства, выбрал двигатель для коробки подач с учётом продольной подачи. Все эти параметры находятся в переделах допустимых значений. А также была выбрана система смазки и мероприятия по безопасности конструкции.

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовое проектирование - важная составляющая часть учебного процесса. В ходе курсового проектирования студенты приобретают опыт самостоятельного решения практических задач, изучают современные конструкции технических устройств и тенденции их развития, приобретают навыки использования средств вычислительной техники при решении задач.

Работа над курсовым проектом является тем процессом, который даёт возможность студентам проявить свои творческие способности, интуицию и фантазию, поскольку принятие решений в проектах мало связано с применяемостью материалов и комплектующих изделий.

В данном курсовом проекте производится проектирование привода подач на базе станка 1Г340ПЦ. Целью выполнения является закрепление знаний полученных при изучении курса “Конструирование станков и средств автоматизации”

В ходе выполнения курсового проекта необходимо произвести расчёт технических характеристик станка. Спроектировать привод подач и произвести его кинематический расчёт, расчёт зубчатых передач, валов, подшипников. Произвести расчет и обоснование конструкции тягового устройства. Выбрать тип смазки и систему смазки, тип масла.

При выполнении необходимо учесть исходные данные.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАНКА

Исходными данными для определения необходимой мощности привода будут:

- максимальный диаметр обрабатываемого вала

обрабатываемый материал Сталь 45, σ_в =810 МПа, HB220.

Инструментальный материал - быстрорежущая сталь.

Скорости резания :

 

 

где T - стойкость инструментального материала, мин

D - диаметр заготовки, мм

С_V, q, m, y -имперические коэффициенты,

K_V - поправочный коэффициент

 

 м/мин

 

Определение частоты вращения шпинделя

 

;

 

Принимаем стандартное значение частоты вращения

Крутящий момент

 

Н*м

 

подача,

коэффициенты и показатели степеней

коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала на силовые зависимости

Мощность резания, :

 

 

Выбор электродвигателя станка

 

 

По рассчитанным мощности и частоте вращения шпинделя выбираем из частотно регулируемый асинхронный электродвигатель серии 4А и выписываем его основные характеристики:

· Электродвигатель 4А132S4У3;

·   мощность электродвигателя N_дв=7,5 кВт;

·   синхронная частота вращения n=1500 об/мин;

·   номинальная частота вращения n=1455 об/мин;

·   коэффициент полезного действия η=88 %.