Проектирование привода главного движения токарно-винторезного станка

 

 Пермский  государственный технический университет

 Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты» 
 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 
 

 Проектирование  привода главного движения токарно-винторезного станка 
 
 
 
 
 
 
 

 Студентка  гр. ТМС-04-2    Разумков И.Н. 

 Преподаватель      Зальцберг В.К. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Пермь 2008

 

    Оглавление

 

    Выбор прототипа станка.

 

 

     Кинематический  расчет привода.

  Определяем мощность резания

, где

                                                                                                    (1, стр. 100)

    Принимаем двигатель АИР 100 L4 

  Определение знаменателя ряда.

    где Z – число скоростей;

    R – диапазон регулирования

    Расчетную величину знаменателя округляем  до стандартного значения (2, стр. 9). По стандартному знаменателю ряда принимаем частоты вращения (3, стр.1): 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500.  

  Определяем диапазон регулирования

     Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя по формуле.

   

   где n_max , n_min - соответственно максимальное и минимальное числа оборотов шпинделя.

 

     Построение  структурной сетки и графика частот вращения.

Структурная сетка

Z=1х4х2х2=16  

График частот вращения

    Наибольшее  число клеток, которое может пересекать один луч:

               -для понижающих передач:

               -для повышающих передач:

 

    

    Расчет  чисел зубьев в  групповых передачах.

1)  i₀ = d₁/d₂ = 1600/1410 = 1,15 = 90/78 

2)  i₁₁ = z₃/z₄ = φ^-3 = a₁/b₁= 1/2;      c₁ = a₁ + b₁ =1+2=3

   i₁₂ = z₅/z₆ = φ^-2 = a₂/b₂= 7/11;    c₂ = a₂ + b₂ =7+11=18

   i₁₃ = z₇/z₈  = φ^-1 = a₃/b₃= 4/5;      c₃ = a₃ + b₃ =4+5=9

   i₁₄ = z₉/z₁₀ = φ⁰ = a₄/b₄= 1;         c₄ = a₄ + b₄ =1+1=2

НОК для  c₁, c₂, c₃, c₄: А=18

,      где

S_z – сумма чисел зубьев для данной передачи.

А – наименьшее общее кратное для с₁, с₂, с₃, c₄.

m – простой множитель.

    

   

      

      

  

      

    

3) i₂₁ = z₁₂/z₁₃ = φ^-4 = a₅/b₅=  2/5;    c₅ = a₅ + b₅ =2+5=7

    i₂₂ = z₁₀/z₁₁ = φ⁰ = a₆/b₆= 1;         c₆ = a₆ + b₆ =1+1=2

НОК для  c₅, c₆: А=14

    

   

      

    
 

4) i₃₁ = z₁₆/z₁₇ = φ^-6 = a₇/b₇= 1/4;     c₇ = a₇ + b₇ =1+4=5

    i₃₂ = z₁₄/z₁₅ = φ² = a₈/b₈= 11/7;    c₈ = a₈ + b₈ =11+7=18

НОК для  c₇, c₈: А=90

     

   

      

  

    Кинематическая  схема привода  главного движения.

 

     Проверка кинематического расчета

Уравнения кинематического баланса для всех ступеней скорости:

 

       

       

       

       

       

       

       

         

       

       

       

       

       

       

       

         

Определим предельно  допустимое отклонение скорости от стандартного значения: 

        

      Для удобства сравнения, сведем полученные данные в таблицу

      

 

     Динамический  расчет привода.

 

     Динамический  расчет привода. 

      Выбор расчетной кинематической цепи.

    В качестве расчетной частоты вращения выбираем частоту вращения шпинделя, соответствующую верхней ступени нижней трети ряда скоростей шпинделя. Так как количество скоростей равно 16 то расчетной частоте соответствует n₅=200 об/ мин 

    Расчетная цепь:     

    Расчет  зубчатых колес на прочность.

 

    Расчет  зубьев на прочность производится по напряжениям изгиба и по контактным напряжениям.

    Для изготовления колес и блоков коробки  применим материал – Сталь45 с характеристиками: [s]_И=26 кг/мм²; [s]_Н=100 кг/мм²;

    Для стальных прямозубых цилиндрических колес  величина модуля рассчитывается по формулам:

    

, мм;

    

, мм        где 

    [σ]_и; [σ]_к – допускаемые напряжения на изгиб и контактную прочность, кг/мм² (3, стр. 3, табл.4);

    N_i = N_i-1· η – номинальная передаваемая мощность, кВт;

    η – КПД передачи от двигателя до рассчитываемой шестерни;

    n – расчетная частота вращения шестерни, 1/мин;

    y_F – коэффициент прочности зуба по местным напряжениям;

    z – число зубьев шестерни (малого колеса);

    u – передаточное число (u ≥ 1);

    ψ_m, ψ_d – коэффициенты ширины зуба;

    К – коэффициент нагрузки, учитывающий  изменение нагрузки от действия различных факторов по сравнению с номинальной. 

    1) Блок Б1 (18/36)

           

   

    

    Принимаем стандартный модуль m = 2,5мм. 

    2) Блок Б2 (28/28)

          

    

    

    Принимаем стандартный модуль m = 2,5 мм.