- •В.Н. Евстигнеев, м.А. Китаева, б.В. Устинов расчет и конструирование приводов главного движения металлорежущих станков
- •150400.65 «Технологические машины и оборудование»
- •Оглавление
- •Предисловие
- •1. Задачи, тематика и организация курсового проектирования
- •1.1. Задачи и требования к курсовой работе
- •1.2. Тематика и содержание курсовых работ
- •1.3. Указания к написанию разделов пояснительной записки
- •Введение
- •Современные тенденции развития станков
- •Разработка технологического процесса обработки детали на станке
- •Разработка кинематической схемы привода главного движения
- •Технические расчеты деталей привода
- •Выбор системы смазки привода
- •Заключение
- •1.4. Требования к оформлению пояснительной записки
- •Общие положения
- •Оформление пояснительной записки
- •Формулы и уравнения
- •Иллюстрации и рисунки
- •Оформление таблиц
- •Описание библиографического списка
- •1.5. Требования к оформлению графических материалов
- •Указания к оформлению чертежа общего вида
- •Указания к оформлению сборочного чертежа
- •Указания к оформлению чертежа детали
- •Указания к оформлению кинематической схемы
- •1.6. Организация выполнения курсовой работы
- •2. Методические материалы для обоснования конструкции привода главного движения
- •2.1. Электродвигатели
- •С разными режимами работы
- •Численные значения технических характеристик электродвигателя аирм132м4 при изменении частоты тока от 50 до 125 Гц
- •Конструктивные исполнения по способу монтажа двигателей серий аи, 5а, 6а, адчр
- •2.2. Проектрование кинематической схемы привода главного движения
- •2.2.1. Разработка кинематики привода со ступенчатым регулированием частоты вращения
- •2.2.2. Разработка кинематики привода с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя
- •2.3. Определение диаметров валов коробки скоростей
- •Механические характеристики сталей
- •Номинальные размеры цилиндрических концов валов
- •Допускаемые номинальные напряжения [σИ] для валов
- •Коэффициенты Kσ и Kτ в ступенчатом переходе с галтелью
- •Коэффициенты Kσ и Kτ для шпоночного паза
- •Коэффициенты Kσ и Kτ для шлицев и резьбы
- •Отношения Kσ/Kdσ и Kτ/Kdτ для посадки деталей на вал с натягом
- •Коэффициенты Kdσ и Kdτ
- •Коэффициенты kFσ и kFτ
- •Коэффициент kv
- •Уравнения упругой линии, максимальные прогибы и углы поворота двухопорных балок
- •Допустимые углы поворота сечения и прогибы вала
- •2.4. Шпоночные и шлицевые соединения
- •Номинальные размеры призматических шпонок (гост 23360-78)
- •Номинальные размеры сегментных шпонок (гост 8794)
- •Размеры прямобочных шлицевых соединений, мм
- •Предпочтительный размерный ряд эвольвентных шлицевых соединений (гост 6033-80)
- •50×2×9H/9gГост 6033-80.
- •50H7/g6×2×h9/g9 гост 6033-80.
- •Допускаемые напряжения [σ]см для неподвижных соединений
- •2.5. Выбор уплотнений опор качения
- •Применение уплотнений опор качения
- •Размеры лабиринтных уплотнений, мм
- •Размеры манжетных уплотнений для валов (гост 8752-79), мм
- •2.6. Выбор системы смазки
- •Предельная быстроходность шпиндельных узлов для различных систем смазки
- •Основные эксплуатационные характеристики масел на нефтяной основе
- •2.7. Шпиндельные узлы с опорами качения
- •Технические характеристики шпиндельных узлов
- •Значения коэффициентов k1, k2, k3 и осевой жесткости j0 для комплексных опор
- •Предварительный натяг шариковых радиально-упорных подшипников, н
- •2.8. Зубчатые передачи
- •2.8.1. Общие сведения о зубчатых передачах
- •Материалы и виды термообработки для изготовления зубчатых колес
- •Рекомендации применения зубчатых колес по нормам плавности
- •Модуль зубьев по гост 9563-80
- •Геометрические параметры цилиндрических передач внешнего зацепления без смещения, мм
- •Число зубьев шестерни
- •Формулы для расчета сил в зацеплении
- •2.8.2. Расчет зубчатых передач
- •Расчет модулей зубчатых передач по критерию изгибной прочности
- •Пределы выносливости σFlimb, σНlimb и коэффициенты безопасности sf, sh при расчете на контактную и изгибную прочность
- •Показатели степени кривой усталости qF, qН и коэффициенты приведения μF, μН
- •Коэффициенты расчетной нагрузки
- •Коэффициенты kFβ и kНβ
- •Коэффициенты kfv и kнv динамической нагрузки
- •Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач на выносливость при изгибе
- •Проверочный расчет на контактную выносливость зубьев
- •Базовое число циклов nHlim
- •2.8.3. Конструкция зубчатых колес
- •2.9. Ременные передачи
- •Основные характеристики ременных передач
- •2.9.1. Клиноременная передача
- •Характеристики сечений импортных клиновых ремней
- •Длина клинового ремня
- •2.9.2. Поликлиновая передача
- •Поликлиновые отечественные ремни, изготавливаемые серийно
- •Параметры сечений поликлиновых ремней импортного производства по din 7867
- •Поликлиновые импортные ремни, изготавливаемые серийно
- •2.9.3. Зубчатоременная передача
- •Резиновые зубчатые литьевые ремни, изготавливаемые серийно
- •Основные типоразмеры выпускаемых зубчатых ремней импортного производства
- •2.9.4. Определение кинематических и геометрических параметров ременных передач Передаточное число ременной передачи
- •Сечения клиновых ремней
- •Модуль зубчатого ремня и число зубьев шкивов
- •Параметры зубчатоременных передач
- •Диаметры шкивов и скорость ремня
- •Угол обхвата
- •Межосевое расстояние и расчетная длина ремня
- •2.9.5. Методика расчета ременных передач по тяговой способности
- •Клиноременная передача
- •Параметры для определения Cl
- •Коэффициент режима нагрузки, Cp
- •Поликлиновая передача
- •Параметры клиновых ремней
- •Зубчатоременная передача
- •Силы, действующие на валы
- •Силы, действующие на валы
- •Расчет ременных передач на долговечность
- •2.9.6. Шкивы ременной передачи
- •Профиль шкива клиноременной передачи
- •Профиль ремня поликлиновой передачи
- •Профиль шкива зубчатоременной передачи
- •Основные размеры шкивов ременных передач
- •Способы натяжения ремней
- •Рекомендации по конструктивному расположению шкивов в приводе
- •3. Разработка кинематики привода подач
- •Коэффициент μ
- •4. Примеры проектирования приводов главного движения металлорежущих станков
- •С электродвигателем модели аир132м2
- •Параметры трех вариантов коробок скоростей
- •1. Разработка кинематической схемы привода
- •2. Расчёты для обоснования конструкции деталей привода
- •40×2×7H/7nГост 6033-80.
- •95×3×7H/7nГост 6033-80.
- •Параметры зубчатых передач привода
- •3. Проверочные расчеты деталей привода
- •Основные силовые характеристики зубчатых передач при работе с максимальным моментом
- •Коэффициенты расчетной нагрузки
- •Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач на выносливость при изгибе
- •Проверочный расчет цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость зубьев
- •Кинематические и силовые характеристики ременной передачи по кинематической схеме привода
- •Параметры сечения 11м клинового ремня
- •Проверочный расчет ременной передачи по тяговой способности
- •Основные размеры шкивов ременной передачи
- •Механические свойства сталей
- •Нагрузка, действующая на II вал коробки скоростей со стороны деталей привода
- •Расчет нормальных σ и касательных τ напряжений в опасных сечениях вала
- •Проверочный расчет вала по критерию статической прочности
- •Проверочный расчет вала по критерию усталости материала
- •Проверочный расчет эвольвентных шлицевых соединений
- •Проверочный расчет шлицевого соединения d – 8×36×40h7/h6×f10/e9
- •4. Расчет и обоснование параметров шпиндельного узла
- •Технические характеристики шпиндельного узла
- •Расчет жесткости опор шпинделя
- •Расчет шпинделя на жесткость
- •Геометрические параметры деталей привода
- •Режимы обработки
- •Расчет потерь в электродвигателе при заданной мощности
- •Список рекомендуемой литературы
Клиноременная передача
Мощность Nр, передаваемая одним ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи:
Nр=N0CαClCu/Cp,
где Cα– коэффициент угла обхвата:
α, град…. |
180 |
170 |
160 |
150 |
140 |
130 |
120 |
110 |
100 |
90 |
80 |
70 |
Cα ……... |
1 |
0,98 |
0,95 |
0,92 |
0,89 |
0,86 |
0,82 |
0,78 |
0,73 |
0,68 |
0,62 |
0,56 |
Cl- коэффициент длинны ремня, определяемый соотношением:
,
где L0p– расчетная длина типового ремня определенного сечения, мм;L0pиmопределяются по табл. 2.48.
Cu– коэффициент передаточного числа, учитывающий уменьшение напряжения изгиба на большем шкиве:
u… |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,4 |
1,8 |
≥ 2,5 |
Cu… |
1 |
1,04 |
1,07 |
1,1 |
1,12 |
1,14 |
Cp– коэффициент режима нагрузки, табл. 2.49.
Таблица 2.48
Параметры для определения Cl
Тип ремня |
Клиновой ремень нормального сечения |
Клиновой ремень узкого сечения |
Поликлиновой ремень | |||||||
Сечение |
Z(О) |
А |
B(Б) |
C(В) |
SPZ |
SPA |
SPB |
К |
Л |
М |
L0p |
1320 |
1700 |
2240 |
3750 |
1600 |
2500 |
3550 |
750 |
1500 |
2000 |
Показатель степени m | ||||||||||
L L0p |
2,2 |
3,6 |
4,5 |
5,0 |
6 | |||||
L L0p |
2,5 |
4,0 |
5,0 |
5,5 |
Мощность N0, передаваемая одним клиновым ремнем в условиях типовой передачи, определяется по справочным таблицам ГОСТ 1284.3-96, или по графикам приложения рис. П11 –рис. П16 (см. прил. 6).
Необходимое число ремней в приводе с клиновыми ремнями:
z=N/(NpCz),
где N– мощность на ведущем валу передачи, кВт;Cz– коэффициент числа ремней (Для определенияzчислом ремней следует предварительно задаваться):
z |
1 |
2…3 |
4…6 |
> 6 |
Cz |
1 |
0,95 |
0,9 |
0,85 |
Таблица 2.49
Коэффициент режима нагрузки, Cp
Характер нагрузки |
Спокойная |
Умеренные колебания |
Значительные колебания | ||||||
Станки |
Токарные, сверлильные шлифовальные |
Фрезерные, зубофрезерные |
Строгальные, долбежные | ||||||
Число смен работы |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
Cp |
1,0 |
1,1 |
1,4 |
1,0 |
1,2 |
1,5 |
1,2 |
1,3 |
1,6 |
Чем больше число ремней, тем труднее получить их равномерную нагрузку. Неизбежные погрешности ремней и канавок шкивов приводят к тому, что ремни натягиваются различно, появляются дополнительное скольжение, износ и потеря мощности. Поэтому рекомендуется
z≤ 6…8.
Сила предварительного натяжения одного ремня клиноременной передачи нормального сечения, Н:
F0= 500(2,5 –Cα)NCp/(Cαvz) +Fv.
Для одного узкого клинового ремня, Н:
F0= 780NCp/(Cαvz) +Fv,
где Fv– натяжение, вызванное действием центробежных сил, Н:
Fv = mПv2,
где mП– погонная масса ремня, кг/м, табл. П36. Влияние центробежных сил на работоспособность передачи существенно только при скоростяхv> 20 м/с. Для передач с автоматическим натяжениемFv= 0.
Поликлиновая передача
Расчетная сила, передаваемая одним ребром, рассчитывается по выражению:
F1=FрCαCvCdCl,
где Fр– допускаемая окружная сила одного клина типовой передачи, табл. 2.50.Cα– коэффициент угла обхвата:
.
Cl- коэффициент длинны ремня, табл. 2.48.
Коэффициент скорости Cv и коэффициент диаметраCdопределяются по табл. 2.50.
Таблица 2.50