- •Оборудование автоматизированного машиностроительного производства
- •Введение
- •1. Организация курсового проектирования
- •1.1. Тематика и содержание курсового проекта
- •1.2. Последовательность выполнения курсового проекта
- •1.3. Содержание и оформление расчетно-пояснительной записки
- •1.4. Содержание и оформление графической части
- •2. Определение основных технических характеристик привода
- •2.1. Выбор базовой модели станка
- •2.2. Определение частот вращения шпиндельного вала
- •2.3. Предварительный выбор электродвигателя
- •3. Кинематический расчет привода
- •3.1. Типы передач приводов вращательного движения
- •3.2. Приводы с последовательно соединёнными передачами
- •3.3. Приводы с частичным перекрытием ступеней частот вращения
- •3.4. Приводы с выпадением ступеней частот вращения
- •3.5. Приводы сложенной структуры
- •3.6. Последовательность кинематического расчета привода
- •4. Проектные расчеты
- •4.1. Ориентировочный расчет валов
- •4.2. Расчет ременной передачи
- •4.3. Пример расчета клиноременной передачи
- •4.4. Проектный расчёт зубчатых передач
- •4.5. Пример расчета зубчатой передачи
- •4.6. Особенности конструкций элементов зубчатых передач
- •4.7. Предварительный выбор подшипников
- •4.8. Расчет и выбор шпоночных и шлицевых соединений
- •4.8.1. Расчет шпоночных соединений
- •4.8.2. Расчет шлицевых соединений
- •5. Разработка компоновочной схемы привода
- •6. Проверочные расчеты
- •6.1. Уточненный расчет валов
- •6.2. Пример расчета вала на усталостную прочность
- •6.3. Проверочный расчет зубчатых передач на усталость при изгибе
- •6.4. Проверка подшипников качения на долговечность
- •6.5. Пример определения долговечности подшипников
- •6.6. Расчет жесткости шпиндельного узла
- •7. Проектирование системы переключения передач
- •8. Выбор и расчет системы смазки
- •8.1. Классификация смазочных систем
- •8.2.Способы смазывания подшипников качения жидким материалом
- •8.3. Способы смазывания подшипников качения пластичным материалом
- •Список литературы
- •Приложение
3.6. Последовательность кинематического расчета привода
Исходными данными для кинематического расчета главного привода являются частота вращения вала электродвигателя nM, минимальная частота вращения шпинделя nmin, максимальная частота nmax, число ступеней частот Z знаменатель ряда φ (или другие эквивалентные комплексы данных). Кинематический расчет выполняют в следующей последовательности:
-
Определяют значение знаменателя геометрического ряда частот вращения шпинделя (если он не задан) и округляют его до ближайшего стандартного, рекомендуемого для станков данного типа.
-
Определяют частоты вращения шпинделя, округляют их до стандартных. Если крайние значения частот существенно отличаются от исходных nmin и nmax, то возможна коррекция Z, а также замена структуры привода более подходящей.
Рис. 3.4. Результаты расчета привода сложенной структуры:
а – схема; б – структурная сетка основной структуры; в – структурная сетка дополнительной структуры; г – структурная сетка привода; д – график частот вращения.
-
Из ряда возможных вариантов привода выбирают наиболее рациональный и записывают его структурную формулу. Группы передач располагают так, чтобы первой была основная группа, а характеристики групп увеличивались от первого вала привода к последнему, причем основная группа должна обеспечивать наибольшее число передач. При этом масса и габариты зубчатых колес и валов будут наименьшими, так как наибольшее количество зубчатых колес вращается с высокой скоростью. Причем с целью повышения КПД привода при работе с высокими частотами вращения используют сложенные структуры приводов. Для выбранного варианта строят структурную сетку.
-
На основании структурной сетки синтезируют кинематическую схему привода.
-
Строят график частот вращения, исходя из кинематической схемы и структурной сетки. Поскольку частоты вращения даны в логарифмическом масштабе, передаточное отношение передачи (отношение частоты вращения ведомого вала к частоте ведущего) определяют по формуле:
, (3.1)
где k – число интервалов между вертикальными линиями, пересекаемыми лучом.
-
Луч с наклоном вправо изображает повышающую передачу (k>0), с наклоном влево – понижающую (k<0), вертикальный – передачу с i=1. Параллельные лучи изображают одну и ту же передачу. Для обеспечения приемлемых радиальных размеров коробок скоростей вводят ограничения на передаточные отношения передач 1/4 ≤ i ≤ 2, из которых следует ограничение на диапазон регулирования групповой передачи: он не должен быть больше 8. По мере приближения к шпинделю редукция частоты вращения с помощью передач, обеспечивающих минимальную частоту вращения каждого вала, должна возрастать:
, (3.2)
Кроме того, желательно, чтобы для каждой групповой передачи соблюдалось соотношение:
, (3.3)
-
По графику частот вращения и формуле (3.1) для каждой передачи находят передаточное отношение.
-
Определяют числа зубьев колес, пользуясь методиками, приведенными в специальной литературе, или по таблицам (см. приложение, табл. 4-7). При табличном методе число зубьев определяется, исходя из принятой суммы чисел зубьев ∑Z ведущего и ведомого колес каждой группы передач и в зависимости от передаточного отношения i каждой передачи, (u=i при i≥1 или u=1/i при i<1). В таблицах приведены числа зубьев меньшего колеса передачи.