Міністерство освіти і науки України
Житомирський державний технологічний університет
Кафедра ТМ і КТС
Пояснювальна записка до курсової роботи з дисципліни:
"Розрахунок та моделювання верстатами"
на тему: "Модернізація приводу головного руху зі ступеневим регулюванням свердлильного верстата"
Житомир
2007
Глава 1. Розрахунок вихідних даних
1.1 Діаметри обробки
– приймаємо .
1.2 Глибина різання
,
де – діаметр обробки, мм;
1.3 Подача
Значення подачі ,
1.4 Швидкість різання
де – розраховується для чистового точіння при:
– найменшій глибині різання ;
– стійкості різального інструмента ;
– коефіцієнті для твердого сплаву;
– коефіцієнті ; (показники ступенів , та –для твердого сплаву);
– подача для чистової обробки вибирається з довідника.
де – розраховується при:
– найбільшій глибині різання ;
– стійкості різального інструмента ;
– коефіцієнті швидкорізальної сталі;
– коефіцієнті ; (показники ступенів , та –для швидкорізальної сталі);
Частоти обертання шпинделя:
1.5 Сила різання, потужність двигуна
Приймаємо ,
де – для твердосплавного інструменту;
де – ефективна потужність, кВт.
Необхідна потужність електродвигуна:
,
де – коефіцієнт, який враховує потужність, що витрачається на рух подачі ;
– потужність холостого ходу верстата, кВт.
Глава 2. Розрахунки кінематики приводу шпинделя зі ступеневим регулюванням
При відомих найбільшій та найменшій частотах обертання шпинделя кількість ступенів можна визначити за формулою:
,
де – діапазон частот обертання шпинделя.
Розрахунок починаємо з знаменника ряду :
– умова не забезпечується.
Проводимо розрахунок з знаменником ряду :
– умова не забезпечується
Проводимо розрахунок з знаменником ряду :
-- умова виконується
Одержане значення округлюємо до .
2.1 Приводи шпинделя з двошвидкісним електродвигуном та автоматизованою коробкою передач
Конструктивний варіант для випадку буде мати вигляд:
,
при цьому двошвидкісний двигун виконує роль першої структурної групи. Для доцільно вибирати двигун з діапазоном частот обертання вала .
Розширити діапазон регулювання АКП (і одночасно уникнути повторюваності частот) можна за рахунок використання вузла зворотного зв’язку.
Будуємо картину частот, прийнявши об/хв., об/хв.
2.2 Розрахунок чисел зубів зубчастих передач
З картини частот обертання шпинделя беремо передаточні відношення для кожної групи і виражаємо їх неправильним дробом.
Для І-ої групи:
, ,
;
Розраховуємо мінімальне значення коефіцієнта корегування сумарного числа зубів у передачі:
,
де – найменша можлива кількість зубів в приводах головного руху верстатів, ; – сума чисельника та знаменника найменшого передаточного відношення і групі; – чисельник найменшого передаточного відношення в групі;
Маємо:
Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:
,
Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:
Для ІІ-ої групи:
, ,
;
Розраховуємо мінімальне значення коефіцієнта корегування сумарного числа зубів у передачі:
,
Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:
,
Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:
Для ІІІ-ої групи:
, ,
;
Розраховуємо мінімальне значення коефіцієнта корегування сумарного числа зубів у передачі:
,
Розраховуємо сумарну кількість зубів в кожній зубчастій передачі в групі:
,
Розраховуємо числа зубів ведучого та веденого коліс в кожній передачі:
Оскільки , кількість зубців в І-й групі збільшуємо до
2.3 Розрахунок зубчастих передач
Орієнтовно модуль зубчастих передач в групі розраховується для пари з найменшим передаточним відношенням:
де N – потужність електродвигуна, кВт;
– допустиме навантаження, Н/мм2;
– розрахункова частота обертання колеса, хв-1;
– коефіцієнт ширини зубчастого колеса, ;
– кисло зубців колеса;
– коефіцієнт форми зубців;
– коефіцієнт швидкості.
Модуль в І-й групі:
,
Приймаємо m=3.
Модуль в ІІ-й групі:
,
Приймаємо m=6.
Модуль в ІІІ-й групі:
,
Приймаємо m=4.
Розраховуємо міжосьові відстані :
,
,
.
Визначаємо діаметри та ширину зубчастих коліс і діаметри валів, , .
Для І-ої групи:
Для ІІ-ої групи:
Для ІІІ-ої групи:
Оскільки , тобто не виконується умова монтажу, змінимо сумарну кількість зубців в парах (кратно передаточним відношенням), не виходячи за .
Збільшимо сумарну кількість зубців в ІІІ-ій групі в 2 рази, а в ІІ-ій – зменшимо в 2 рази, тоді міжосьові відстані матимуть значення:
Діаметри зубчастих коліс в ІІ-й та ІІІ-й групах:
Тепер умова монтажу виконується: .
Ширина зубчастих коліс:
Діаметри валів приймаємо орієнтовно :
4.2 Конструювання шпиндельного вузла
Шпиндельні вузли металорізальних верстатів проектуються в більшості випадків з підшипниками кочення в опорах. Використовують в опорах як кулькові, так і роликові підшипники. ............
