Введение. Целью данной курсовой работы является разработка кинематики и кинематической

Аннотация

Целью данной курсовой работы является разработка кинематики и кинематической настройки главного привода многооперационного горизонтального сверлильно–фрезерно–расточного станка с консольной шпиндельной бабкой и автономным шпиндельным узлом.

В работе описываются технологические возможности станка-прототипа, его движения формообразования, а также структурная и кинематическая схемы. Приводится кинематический расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя. Выполняется кинематический расчет привода главного движения, расчет передаточных отношений передач привода. Производится расчет чисел зубьев зубчатых колес, крутящих моментов на валах привода. Выполняются проектные расчеты зубчатых колес и валов привода главного движения.

Содержание

Введение. 8

1 Кинематический расчёт главного привода. 10

1.1 Исходные данные для кинематического расчета привода. 10

1.2 Расчет диапазона регулирования частотвращения шпинделя. 10

1.3 Расчет диапазона регулирования частот вращения электродвигателя при постоянной мощности. 10

1.4 Определение расчетной частоты вращения шпинделя. 11

1.5 Округление расчетной частоты вращения шпинделядо стандартного значения. 11

1.6 Определение диапазона регулирования частот вращенияшпинделя при постоянной мощности. 11

1.7 Расчет диапазона регулирования частот вращениякоробки скоростей. 11

1.8 Определение знаменателя геометрического ряда частотвращения коробки скоростей. 11

1.9 Округление знаменателя геометрического ряда частотвращения шпинделя до стандартного значения. 12

1.10 Определение фактического диапазона регулированиячастот

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата  

Лист

МС.00.00.000 ПЗ  

Разраб.

Грушевский

Провер.  

Глубокий

Т. Контр.

Н. Контр.

Утв.

    Привод

Лит.

Листов

Группа 103131

Реценз.

Масса

Масштаб

1:1

вращения шпинделя при постоянной мощности. 12

1.11 Определение фактической расчетной частотывращения шпинделя. 12

1.12 Округление фактической расчетной частоты вращенияшпинделя до стандартного значения. 12

1.13 Определение диапазона регулирования частот вращенияшпинделя при постоянном моменте. 12

1.14 Определение минимальной частоты вращения электродвигателя. 13

1.15 Округление минимальной частоты вращения электродвигателядо стандартного значения. 13

1.16 Определение фактического диапазона регулированиячастот вращения шпинделя при постоянном моменте. 13

1.17 Определение фактического диапазона регулированиячастот вращения шпинделя. 13

1.18 Определение фактической минимальной частотывращения шпинделя 14

1.19 Округление фактической минимальной частоты вращениядо стандартного значения. 14

1.20 Определение числа делений, изображающих минимальную,номинальную и максимальную частоту вращения электродвигателя. 14

1.21 Определение числа делений изображающую линейную частоту вращения электродвигателя. 15

1.22 Определение числа делений, изображающих знаменательгеометрического ряда частот вращения коробки скоростей .. 15

1.23 Оптимизация структурной формулы.. 15

1.24 Построение графика частот вращения главного привода. 15

1.25 Расчет передаточных отношений и передаточныхчисел передач. 17

1.26 Подбор чисел зубьев зубчатых колес привода. 18

2 Кинематическая схема главного привода с бесступенчатым регулированием 19

2.2 Описание кинематической схемы сверлильно-фрезерно расточного станка 19

2.2 Уравнение кинематического баланса главного привода. 20

4 РАСЧЕТ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ.. 21

4.1 Расчёт крутящего момента на валу электродвигателя. 35

4.2 Расчёт крутящего момента на валах привода. 35

4.3 Расчёт крутящего момента на первом валу привода. 35

4.4 Расчёт крутящего момента на втором валу привода. 36

4.5 Расчёт крутящего момента на третьем валу привода. 36

4.6 Расчёт крутящего момента на четвёртом валу привода. 37

5 Проектный расчёт передач. 37

5.1 Проектный расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачи . 37

5.1.1. Исходные данные. 37

5.1.2 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки 37

5.1.3 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z₁-z₂ на контактную выносливость зубьев. 37

5.1.4 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z₁-z₂ навыносливость зубьев при изгибе. 39

5.1.5 Определение модуля прямозубой постоянной передачи z₁-z₂ 39

5.1.6 Расчёт геометрических параметров прямозубой постоянной передачи 39

5.2 Проектныйрасчет цилиндрических прямозубых передач и групповой передачи. 41

8.2.1 Исходные данные. 41

5.2.2 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки 41

5.2.3 Проектный расчёт прямозубой передачи z₃-z₄групповой передачина контактную выносливость зубьев. 41

5.2.4 Проектный расчёт прямозубой передачи z₃-z₄ групповой передачи на выносливость зубьев при изгибе. 42

5.2.5 Определение модуля прямозубой передачи z₃-z₄ групповой передачи 43

5.2.6 Расчёт геометрических параметров прямозубой передачи z₃-z₄ иz₅-z₆групповой передачи. 43

5.3 Проектный расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачи . 46

5.3.1 Исходные данные. 46

5.3.2 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки 46

5.3.3 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z₁₁-z₁₂ на контактную выносливость зубьев. 46

5.3.4 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z₁₁-z₁₂ на выносливость зубьев при изгибе. 47

5.3.5 Определение модуля прямозубой постоянной передачи z₇-z₈ 48

5.3.6 Расчёт геометрических параметров прямозубой постоянной передачи 48

6 Проектный расчёт валов и шпинделя. 49

6.1 Проектный расчёт диаметров первого вала. 49

6.2 Проектный расчёт диаметров второго вала. 50

6.3 Проектный расчёт диаметров третьего вала. 50

7 Проектный расчет шпиндельного узла. 51

7.1 Расчет геометрических параметров шпинделя. 51

8 Эскизная компоновка главного привода. 52

9 Расчетная схема действующих нагрузок на шпиндель вертикального сверлильно-фрезерно-расточного станка. Ошибка! Закладка не определена.

10 Расчетная схема и расчёт шпинделя на жёсткость. Ошибка! Закладка не определена.

10.1 Составление расчётной схемы шпинделя на жёсткость. Ошибка! Закладка не определена.

10.2 Расчет шпиндельного узла на жёсткость. Ошибка! Закладка не определена.

11 Регулирование натяга в подшипниках шпиндельных опор. 64

12 Смазывание подшипников шпиндельных опор. 65

13 Механизм зажима и разжима режущих инструментов. 67

13.1 Принцип работы механизма зажима режущих инструментов. 67

13.2 принцип работы механизма разжима инструмента. 68

14 Обоснование технических требований. 68

14.1. Требования, определяющие качество и точность изготовления. 68

14.2. Требования к точности монтажа изделия. 69

14.3. Требования к настройке и регулированию изделия. 69

14.4. Прочие технические требования к качеству изделия. 69

14.5. Условия и методы испытаний. 70

14.6. Требования по смазыванию изделия. 70

14.7. Требования по эксплуатации изделия. 70

15 Требования охраны труда к конструкции проектируемого объекта и при его эксплуатации. 70

15.1 Общие требования безопасности. 71

15.2 Требования охраны труда к конструкции приводов станка. 71

15.3 Требования охраны труда к конструкции станка. 72

15.4 Требования охраны труда к органам управления станка. 72

15.5 Прочие требования охраны труда и техники безопасности. 72

Литература. 74

Введение

В области машиностроения произошли технические и организационные изменения, связанные с внедрением новых, прогрессивных технологий обработки деталей. Особое значение для современного машиностроения имеет проблема автоматизации производства, в которой можно выделить три тенденции.

1. Широкое применение метода концентрации технологических операций при создании автоматизированного оборудования, что позволяет повысить производительность и сократить срок окупаемости затрат.

2. Использование агрегатно-модульного принципа (АМП) создания станков и автоматических линий, транспортных систем и другого оборудования, что позволяет унифицировать и стандартизировать отдельные агрегаты (модули) с целью создания на их базе конструкций специальных станков. В целом это сокращает сроки проектирования и изготовления станков, а также подготовки производства новых изделий.

3. Применение микропроцессорной техники для управления станками, оборудованием и технологическим процессом в целом. Применение средств вычислительной техники (ЭВМ) позволило создать гибкое автоматизированное производство (ГАП).

Сочетание этих тенденций обеспечивает высокую эффективность производства всех отраслей машиностроения. Особенностью современного производства является:

· частая смена изделий и их конструкции;

· увеличение количества изделий;

· возрастание требований к их качеству.

Все эти условия вызывают необходимость повышения степени автоматизации, точности, производительности и гибкости оборудования во всех типах производств – от мелкосерийного до массового.

Для размерной обработки деталей основным видом технологического оборудования являются металлорежущие станки (МРС). Однако характер машиностроительного производства неоднороден, даже внутри отдельного предприятия. Каждое производство предъявляет свои требования и к оборудованию, в том числе и к металлорежущим станкам, что привело к созданию огромного парка станков, около 2,5 млн. единиц. Структура этого парка очень неоднородна и складывалась в зависимости от вида производства и в соответствии с требованиями к изменениям структуры технологического процесса изготовления деталей, его усовершенствования, на основании чего происходит и модернизация металлорежущих станков, с целью повышения точности, производительности и степени автоматизации:

1. Наиболее распространенным и изначально появившимся видом металлорежущего оборудования являются универсальные станки с ручным управлением. Этому оборудованию свойственно последовательное выполнение технологической операции различными инструментами, при этом циклом обработки и выполнением вспомогательных операций (установка заготовки, инструмента, режимов резания и т. д.) оператор выполняет вручную.

2. Увеличение программы выпуска изделий, т.е. увеличение производительности металлорежущих станков, обусловило создание универсальных станков-автоматов и полуавтоматов.

Автомат – это станок, в котором все рабочие и вспомогательные циклы обработки выполняются автоматически (кроме наладки). Полуавтомат – это станок, в котором весь цикл обработки выполняется автоматически, а загрузка заготовки и снятие готовой детали выполняются вручную. Отличительной особенностью этих станков является высокая производительность и стабильная точность обработки.

3. Повышение производительности при больших масштабах производства привело к созданию специализированных и специальных станков-автоматов. Специализированные станки предназначены для обработки небольшой группы однотипных деталей схожих по конфигурации, но отличающихся по размерам.

4.Учитывая недостаток узкой специализации станков, необходимо было создать станки, сохраняющие все положительные свойства предыдущих станков, но имеющие более широкие технологические возможности за счет унификации узлов (агрегатов) – агрегатных станков. В этих станках за счет различных комбинаций агрегатов можно создавать высокопроизводительные станки-автоматы самого различного технологического назначения.

5. Агрегатные, специальные и универсальные станки-автоматы, расположенные в соответствии с технологией обработки деталей сложных и трудоемких в изготовлении, образуют автоматические линии (АЛ), в которых кроме металлорежущих станков используются автоматические устройства транспортирования, загрузки заготовок и выгрузки деталей. Внедрение автоматических линий позволяет:

· сократить производственную площадь в 1,5…2 раза;

· значительно снизить себестоимость продукции;

· сократить длительность производственного цикла;

· повысить качество выпускаемой продукции; повысить культуру производства.

Недостатками автоматических линий являются:

· высокая трудоемкость переналадки;

· простои линии из-за неполадок оборудования, входящего в ее состав.

6. Для автоматизации мелкосерийного и серийного производств и повышения их гибкости используются групповые технологии с использованием в них станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и станочных комплексов с ЧПУ.

Управление этими станками осуществляется устройством, программа для которого задается в числовой форме, простота подготовки которой обеспечило мобильность переналадки станка на обработку другой детали. С совершенствованием вычислительных средств на базе микро-ЭВМ и микропроцессоров появилась возможность создания многоцелевых станков. Эти станки обеспечивают обработку детали без переустановки и предназначены для выполнения различных операций (расточка, фрезерование, сверление и т.д.), что значительно повышает точность обработки и снижает вспомогательное время.

7. С целью повышения производительности и создания более эффективного производства создаются гибкие производственные системы (ГПС), представляющие собой совокупность станков с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, производственных модулей, технологического оборудования и систем обеспечения для работы в автоматическом режиме. Любая ГПС обладает свойством автоматизированной переналадки, при производстве изделий произвольной номенклатуры.

В зависимости от размера партии N и номенклатуры деталей m можно отметить области эффективного применения станков и станочных комплексов.

1 Кинематический расчёт главного привода

Дата добавления: 2015-07-11