Расчет коробки скоростей пояснительная записка 1А62. 3. Определение силовых и кинематических параметров привода

• Название: 3. Определение силовых и кинематических параметров привода
• Анкор: Расчет коробки скоростей пояснительная записка 1А62.docx
• Дата: 11.01.2020
• Размер: 389.67 Kb.
• Имя файла: Расчет коробки скоростей пояснительная записка 1А62.docx
• Тип: Реферат; #103497
• страница: 1 из 5

Содержание

Введение……………………………………………………………………….………3

1. Обоснование технической характеристики станка …………………………..….4

1.1 Определение предельных диаметров сверла и рациональных режимов резания…………………………………………………………………………………4

1.2. Определение силовых параметров процесса резания и эффективной мощности привода………………………………………………………………….…5

2. Кинематический расчёт привода………………………………………...………..7

2.1 Определение знаменателя ряда…………………………………….…………....7

2.2 Построение структурной сетки и графика частот вращения………………….7

2.3 Определяем расчётные передаточные отношения колёс привода…………....9

2.4 Кинематическая схема привода главного движения…..……………………....10

3. Определение силовых и кинематических параметров привода………………..11

3.1 Выбор расчетной кинематической цепи………………………………………..11

3.2 Мощность на валах………………………………………..……………………..11

3.3 Крутящие моменты на валах ………………………………………………...…12

4. Определение модуля зубчатых колёс и геометрический расчёт привода….…13

5. Определение диаметров валов, подбор подшипников и шлицевых
соединений…………………………………………………………….……………..16

8. Требования к шпинделю станка и его опорам…………………………………..17

Заключение…………………………………………………………………………...19

Список литературы………………….………………………….……………………20

Введение
Токарно-винторезные станки предназначены для обработки поверхностей вращения. На них можно обрабатывать точением наружные цилиндрические, конические, фасонные и торцевые поверхности, растачивать цилиндрические, конические отверстия и канавки, производить отрезку, нарезать резцами наружные и внутренние резьбы различных типов. Инструментами, закрепленными в задней бабке можно сверлить, зенкеровать и развертывать отверстия.

В токарно-винторезных станках вращение заготовки является главным движением, имеющим высокую скорость (частоту вращения) и мощность. Сравнительно медленные поступательные движения инструментов являются движениями подачи. Для подготовки и завершения обработки служат вспомогательные движения: быстрые перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях от отдельного привода, изменение режимов обработки, включение, выключение и изменение направления движения рабочих органов станка и др.

Обладая высокой универсальностью, токарно-винторезные станки особенно эффективны в условиях единичного и мелкосерийного производства.

1. Обоснование технической характеристики станка
1.1 Определение предельных диаметров сверла и рациональных режимов резания.
Для токарно-винторезного станка модели 1А62 наибольший и наименьший диаметр обрабатываемого изделия над станиной определяем по формулам:

D_б =(1…1,5)Н=1∙400=400 мм;

D_м =(0,25…0,5)Н=0,25∙400=100 мм;

Зная D_б и D_м, определим наибольший и наименьший припуск на обработку, которые могут встретиться при обработке на модернизируемом станке. Припуски на обработку в зависимости от диаметра находим по формуле:

t_б=C_t∙D^0,33=0,7∙400^0,33=5 мм,

где C_t – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала. Для стали C_t=0,7. Полученный припуск снимаем при обработке за два прохода. Тогда получим небольшую глубину резания t_б=2,5 мм.

Наименьший припуск таким образом определить нельзя, ибо он имеет место не при обдирочном, а при чистовом проходе и, следовательно, является не начальным, а промежуточным припуском. Величина промежуточного припуска или наименьшая глубина резания находится по формуле:

t_м=0,7+0,025+0,0001L=0,7+0,025∙100^1/2+0,0001∙1500≈1,0 мм.

Определяем наибольшую и наименьшую величины подач по допускаемой шероховатости поверхности обработки по формулам:

- для черновой обработки:

S_б=0,17∙+(t_б - 2)∙0,15=0,17∙400^1/3+(2,5-2)∙0,15=1,305 мм/об;

- для чистовой обработки:

S_м=0,015∙=0,015∙100^2/3=0,31 мм/об.

Наибольшую и наименьшую скорости резания при точении и растачивании определяем по формуле:

V_б=C_v/T^m ∙t^x ∙S^y(HB/200)ⁿ=267/[90^0,125∙1^0,18∙0,31^0,35∙0,55]=520 м/мин;

V_м=C_v/T^m ∙t^x ∙S^y(HB/200)ⁿ=267/[90^0,125∙2,5^0,18∙1,305^0,35∙(280/200)¹]=85 м/мин.

В силу того, что работа с наибольшей частотой вращения шпинделя n_б должна производиться при наибольшей скорости резания V_б и обработке изделия наименьшего диаметра, а работа с наименьшей частотой вращения шпинделя n_м при наименьшей скорости резания и наибольшем диаметре изделия, предельные частоты вычисляются по формулам:

n_б = 1000 V_б / π D_м = 1000 · 520/3,14 · 100 = 1656 мин^-1;

n_м = 1000 V_м / π D_б = 1000 · 85/3,14 · 400 = 68 мин^-1.

Диапазон регулирования привода главного движения и привода подач определим по формулам:

R_V = n_б / n_м = 1656 /68 = 24,4;

R_S = S_б / S_м = 1,305/0,31 = 4,2.
1.2. Определение силовых параметров процесса резания и эффек- тивной мощности привода

Определяем наибольшую силу резания, чтобы знать максимальное усилие, которое должен преодолеть механизм станка, а также максимальные крутящие моменты для расчетов деталей привода.

Наибольшее усилие резания P_{z б} будет действовать при снятии наибольшей стружки (S_б; t_б) самого твердого материала и определяется по формуле:

P_zб =С₁∙∙∙ =0,036∙2,5¹∙1,305^0,75∙280^0,75=7,3 кН.

Максимальное усилие подачи, которое должен преодолеть механизм станка, равно P’_zб = 0,5∙ P_zб =0,5∙7,3=3,65 кН.

Наибольшие усилия при обработке самого мягкого материала:

P”_zб =С₁∙∙∙ =0,279∙2,5¹∙1,305^0,75∙112^0,35=4,43 кН.
Вычисляем максимальную мощность, получаемую при обработке с наименьшей скоростью резания самого мягкого материала по формуле:

N_Э= Р"_{Z б} ∙V_M / 60∙1,02=4,43∙215/60∙1,02= 15,5 кВт;

V_M = 267 /[90^0,125 · 2,5^0,18 · 1,305^0,35 (112/200)¹] = 215 м/мин.

Мощность электродвигателя, который следует поставить на станок, определим по формуле:

N_Д = N_Э/κ∙η = 15,5/1,25 · 0,8 =15,5.

Поскольку токарный станок имеет один электродвигатель, обеспечивающий и привод главного движения, и привод подач, рассчитанную мощность электродвигателя необходимо увеличить на 3 – 4 %, т.е.

N_СТ = N_Д ∙ 1,04 = 15,5 · 1,04 = 16,12 кВт.

По найденной мощности выбираем двигатель типа – АИР 160 М2, у которого мощность N_дв = 18,5 кВт и частота вращения n_дв = 3000 мин^-1.
Таблица 1 - Выбор прототипа станка

Значение параметров	Частота вращения шпинделя (мин-1)			Диапазон регулирования R		Знаменатель ряда φ		Мощность двигателя (кВт)		Число скоростей Z
	nнаиб.	nнаим.
Расчетное	1656	68					16,12		16
Рекомендуемое литературой	1000-2000	-	20-100		1,26		4,5 – 7,5		12-36
Существующих моделей станков 1А62	1200				1,26		7		21
Принятое	1600	60	24				18,5		16

2. Кинематический расчет привода
2.1 Определение знаменателя ряда.


где Z - число скоростей;

R - диапазон регулирования

Расчетную величину знаменателя округляем до стандартного значения φ = 1,26. По стандартному знаменателю ряда принимаем частоты вращения: 11,5; 14,5; 19; 24; 30; 37,5; 46; 58; 76; 96; 120; 150; 184; 231; 304; 382; 477; 600; 367; 462; 607; 765; 955; 1200.
Определяем диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя по формуле: