- •Пояснительная записка к курсовому проекту по теме: «Разработка кинематики, кинематической настройки главного привода токарно-затыловочного станка»
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •1 Описание компоновки, основных узлов и движений токарно-затыловочного станка прототипа модели 1811
- •2 Технологические схемы обработки и движения формообразования
- •3 Принцип образования поверхностей и методы получения их производящих линий
- •4 Структурная схема токарно-затыловочного станка 1811 и расчетное перемещение кинематических цепей
- •5.2 Кинематическая цепь затыловочно-делительного движения (п2)
- •5.3 Кинематическая цепь продольной подачи суппорта (п3)
- •5.4 Кинематическая цепь дифференциального движения (п4)
- •5.5 Кинематическая цепь движение образования винтовой линии (п5)
- •6. Расчет мощности главного привода
- •7.7 Построение структурной сетки множительной структуры
- •7.8 Определение числа делений изображающих частоту вращения электродвигателя
- •7.9 Разбивка числа делений, изображающих частоту вращения электродвигателя, на отдельные групповые передачи
- •7.10 Построение графика частот главного привода со ступенчатым приводом
- •7.11 Определение передаточных отношений и передаточных чисел
- •7.12 Подбор чисел зубьев зубчатых колес
- •7.13 Разработка кинематической схемы главного привода со ступенчатым регулированием
- •8 Расчет крутящих моментов на валах
- •8.7 Расчет крутящего момента на шпинделе
- •9.1.4 Проектный расчет постоянной прямозубой зубчатой передачи на выносливость зубьев при изгибе
- •9.1.5 Определение модуля прямозубой постоянной передачи
- •9.1.6 Расчёт геометрических параметров постоянной прямозубой передачи
- •9.2 Проектный расчет цилиндрических прямозубых передачz3–z4иz5–z6,z7–z8иz9–z10групповой передачи
- •9.2.1 Исходные данные
- •9.2.2 Выбор материала и термической обработки зубчатых колес
- •9.2.3 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи групповой передачи на контактную выносливость
- •9.2.4 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи групповой передачи на выносливость зубьев при изгибе
- •9.2.5 Определение модуля прямозубых передач групповой передачи
- •9.2.6 Расчёт геометрических параметров прямозубых передач и,игрупповой передачи
- •9.3 Проектный расчет цилиндрических прямозубых передачz11–z12иz13–z14групповой передачи
- •9.3.1 Исходные данные
- •9.3.2 Выбор материала и термической обработки зубчатых колес
- •9.3.3 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи групповой передачи на контактную выносливость зубьев
- •9.3.4 Проектный расчет прямозубой зубчатой передачи групповой передачи на выносливость зубьев при изгибе
- •9.3.5 Определение модуля прямозубых передач групповой передачи
- •9.3.6 Расчёт геометрических параметров прямозубых передач игрупповой передачи
- •9.4 Проектный расчет цилиндрической постоянной прямозубой передачиz15–z16
- •9.4.1 Исходные данные
- •9.4.2 Выбор материала и термической обработки зубчатых колес
- •9.4.3 Проектный расчет постоянной прямозубой зубчатой передачи на контактную выносливость
- •9.4.4 Проектный расчет постоянной прямозубой зубчатой передачи на выносливость зубьев при изгибе
- •9.4.5 Определение модуля прямозубой постоянной передачи
- •9.4.6 Расчёт геометрических параметров постоянной прямозубой передачи
- •10 Проектный расчет валов и шпинделя
- •10.1 Проектный расчет диаметров первого вала
- •10.2 Проектный расчет диаметров второго вала
8 Расчет крутящих моментов на валах
8.1 Расчет крутящего момента на валу электродвигателя
Для определения крутящего момента на валу электродвигателя привода главного движения используется номинальная мощность и номинальная частота вращения:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–номинальная частота вращения электродвигателя, мин-1:
.
.
8.2 Расчет крутящего момента на валах привода
Крутящий момент на валах привода рассчитывается по формуле:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–КПД участка привода от электродвигателя до соответствующего вала;
–расчетная частота вращения соответствующего вала, принимается по графику частот, мин-1.
8.3 Расчет крутящего момента на первом валу привода
Крутящий момент на первом валу привода рассчитывается по формуле:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–КПД участка привода от электродвигателя до 1-го вала;
–расчетная частота вращения на 1-ом валу, принимаем по графику частот, мин-1: = 2850 мин-1.
КПД участка привода до первого вала рассчитывается по формуле:
где – КПД зубчатой муфты;
–КПД пары подшипников;
8.4 Расчет крутящего момента на втором валу привода
Крутящий момент на втором валу привода рассчитывается по формуле:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–КПД участка привода от электродвигателя до 2-го вала;
–расчетная частота вращения на 1-ом валу, принимаем по графику частот, мин-1: = 630 мин-1.
КПД участка привода до второго вала рассчитывается по формуле:
где – КПД зубчатой муфты;
–КПД пары подшипников;
- КПД зацепления зубчатых колес; .
8.5 Расчет крутящего момента на третьем валу привода
Крутящий момент на третьем валу привода рассчитывается по формуле:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–КПД участка привода от электродвигателя до 3-го вала;
–расчетная частота вращения на 1-ом валу, принимаем по графику частот, мин-1: = 160 мин-1.
КПД участка привода до третьего вала рассчитывается по формуле:
где – КПД зубчатой муфты;
–КПД пары подшипников;
- КПД зацепления зубчатых колес; .
8.6 Расчет крутящего момента на четвертом валу привода
Крутящий момент на четвертом валу привода рассчитывается по формуле:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–КПД участка привода от электродвигателя до 4-го вала;
–расчетная частота вращения на 4-ом валу, определяется по формуле:
где – минимальная частота вращения четвертого вала, мин-1:
мин-1;
–максимальная частота вращения четвертого вала, мин-1:
мин-1.
КПД участка привода до четвертого вала рассчитывается по формуле:
где – КПД зубчатой муфты;
–КПД пары подшипников;
–КПД зацепления зубчатых колес; .
8.7 Расчет крутящего момента на шпинделе
Крутящий момент на шпинделе рассчитывается по формуле:
где – мощность электродвигателя, кВт:
–КПД участка привода от электродвигателя до шпинделя;
–расчетная частота вращения шпинделя, определяется по формуле:
где – минимальная частота вращения четвертого вала, мин-1:
мин-1;
–диапазон регулирования частот вращения шпинделя:
КПД участка привода до шпинделя рассчитывается по формуле:
где – КПД зубчатой муфты;
–КПД пары подшипников;
–КПД зацепления зубчатых колес; .
9 Проектный расчет передач
9.1 Расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачиz1–z2
9.1.1 Исходные данные
1. Расчетный крутящий момент на первом валу привода, H·м:
Т1 = 13 Н·м;
2. Число зубьев шестерни: z1 = 18;
3. Число зубьев колеса: z2 = 83;
4. Передаточное число передачи: u1 = 4,76.
9.1.2 Выбор материала и термической обработки зубчатых колес
В качестве материала для зубчатых колес передачи выбираем сталь 40Х, которая отвечает необходимым техническим и эксплуатационным требованиям. В качестве термической обработки выбираем объемную закалку, позволяющую получить твердость зубьев 40..50HRCэ.
9.1.3 Проектный расчет постоянной прямозубой зубчатой передачи на контактную выносливость
Диаметр начальной окружности шестерни рассчитывается по формуле:
где вспомогательный коэффициент: для прямозубых передач
- расчётный крутящий момент на первом валу, Н·м: Т1=13 Н·м;
коэффициент нагрузки для шестерни, равный 1,3..1,5: принимаем
- передаточное число:
отношение рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни:
допускаемое контактное напряжение, МПа.
Допускаемое контактное напряжение для прямозубых передач рассчитывается по формуле:
где базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа;
МПа;
SH – коэффициент безопасности: SH = 1,1.
Коэффициент отношения рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни может приниматься в пределах
или определяется по формуле:
отношение рабочей ширины венца передачи к модулю: принимаем
число зубьев шестерни: z1 = 18.
что находится в допустимых пределах .
Таким образом, диаметр начальной окружности шестерни равен:
Модуль постоянной прямозубой передачи определяется из условия расчета на контактную выносливость зубьев по рассчитанному значению диаметра начальной окружности шестерни по формуле:
где диаметр начальной окружности шестерни, мм:dw1 = 38,75 мм;
число зубьев шестерни: z1 = 18.