Машина 1A62

коробка скоростей 1А62.cdw

Технические требования
Отклонение от соосности опор валов не более 30 мкм
Радиальное биение валов не более:
а) у торца - 0.01 мм
б) на расстоянии - 0.02 мм
Осевое биение валов не более 0.01 мм
После сборки проверить плавность вращения колёс.
Проверку осуществлять вращением колёс от руки.
Техническая характеристика
Количество скоростей 24
Мощность электродвигателя главного движения 7 кВт
Смазку зацеплений осуществлять индустриальным маслом И-20А

Титульник курсового.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Кафедра технологи машиностроения
по дисциплине «Металлорежущие станки»
Тема: «Спроектировать привод главного движения токарно-винторезного станка по типу модели 1А62. Модернизировать привод подач станка с применением с применением шарико-винтовой передачи»

Спецификация 1.spw

ВлГУ.150206.81.03.09.00.000.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.001.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.002.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.003.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.004.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.005.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.006.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.007.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.008.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.009.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.010.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.011.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.012.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.013.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.014.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.015.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.016.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.017.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.018.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.019.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.020.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.021.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.022.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.023.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.024.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.025.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.026.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.027.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.028.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.029.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.030.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.031.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.032.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.033.
ВлГУ.15026.81.03.09.00.034.

Коробка 1А62 Свёртка.cdw

ПЗ.doc

Современные металлорежущие станки – это весьма развитые машины включающие большое число механизмов и использующие механические электрические гидравлические и другие методы осуществления движений и управления целиком.
По конструкции и назначению трудно найти более разнообразные машины чем металлорежущие станки. На них обрабатывают всевозможные детали – от мельчайших осей шестерёнок и рычажков для часов и приборов до громадных деталей размеры которых достигают многих метров для турбин прокатных станов. Поэтому габариты станков различны.
На станках обрабатывают и такие простые детали как гладкий валик и детали имеющие очень сложные поверхности описываемые математическими уравнениями или задаваемые графически- криволинейные кулачки турбинные лопатки штампы лопасти авиационных винтов и др. При этом достигается высокая точность обработки измеряемые нередко микронами и даже долями микрона.
Высокую производительность современные станки обеспечивают за счёт быстроходности мощности и широкой автоматизации. При конструктивном оформлении для придания станку требуемых качеств и функций используют разнообразные механизмы с применением гидравлики электрики пневматики; применяют также детали сложных конструктивных форм с высокими требованиями к их качественным показателям внедряют прогрессивные принципы проектирования (агрегативные унификация); изыскивают наиболее рациональные компоновки станков разрабатывают новые системы управления целиком.
Таким образом станки которые называют металлорежущими включают более широкую группу машин-орудий обрабатывающих не только металлы но другие материалы различными способами.
Металлорежущие станки подразделяют на следующие группы: токарные сверлильные и расточные шлифовальные и доводочные комбинированные (зубо- и резьбообрабатывающие) фрезерные строгальные долбёжные и протяжные разрезные разные.
Токарные станки делятся на универсальные и специализированные. Универсальные станки предназначены для выполнения самых разнообразных операций: обработки наружных и внутренних цилиндрических конических фасонных и торцевых поверхностей; нарезания наружных и внутренних резьб; отрезки сверления зенкерования и развёртывания отверстий. На специализированных станках выполняют более узкий круг операций например обтачивание гладких и ступенчатых валов прокатных валков осей колёсных пар железнодорожного транспорта различного рода муфт труб и т.п. Универсальные станки подразделяются на токарно-винторезные и токарные.
Целью моей курсовой работы является модернизация токарного станка модели 1А62.Необходимо спроектировать привод подач с помощью шарико-винтовой передачи.
Общая характеристика токарно-винторезного
Станок является универсальным. Он предназначен для выполнения разнообразных токарных работ: для нарезания метрической модульной питчевой правой и левой с нормальным и увеличенным шагом одно- и многозаходной резьб для нарезания торцевой резьбы и для копировальных работ (с помощью прилагаемого к станку гидрокопировального устройства). Станок применяется в условиях индивидуального и мелкосерийного производства.
К основным узлам станка относят: гитара сменных колёс передняя бабка с коробкой скоростей суппорт задняя бабка шкаф с электрооборудованием привод быстрых перемещений суппорта фартук станина коробка подач.
К органам управления относят: рукоятки коробкой скоростей рукоятка переключения звена увеличения шага грибок управления реверсом для нарезания правых и левых резьб маховичок ручного продольного перемещения суппорта ползунок с пуговкой для включения и выключения реечной шестерни фартука рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта кнопочная станция рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта кнопка включения быстрых перемещений суппорта рукоятка включения (выключения) и реверсирования продольной и поперечной подач суппорта рукоятки включения (выключения) и реверсирования вращения шпинделя рукоятка включения маточной гайки фартука рукоятки управления коробкой подач.
Движения в станке. Движение резания – вращение шпинделя с обрабатываемой деталью. Движение подач – перемещение суппорта в продольном и поперечном направлениях. Все движения подач являются прямолинейными поступательными движениями. Вспомогательные движения – быстрые перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях от отдельного привода ручные установочные перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях а верхней части суппорта – под любым углом к оси вращения детали; перемещения и зажим пиноли задней бабки. Перемещение и закрепление задней бабки и поворот четырёхпозиционного резцедержателя
осуществляется вручную.
Принцип работы. Обрабатываемая деталь устанавливается в центрах или закрепляется в патроне. В резцедержателе могут быть закреплены четыре резца. Поворотом резцедержателя каждый из четырех резцов может быть установлен в рабочее положение. Инструменты для обработки отверстий вставляются в пиноль задней бабки. Прилагаемый к станку гидрокопировальный суппорт благодаря наличию следящей системы позволяет обрабатывать партии ступенчатых и фасонных деталей по шаблону или эталонной детали без промеров и ручного управления станком в процессе обработки.
Включение механической подачи суппорта в любом направлении производиться одной мнемонической рукояткой. Термин «мнемоническая» означает что направление поворота рукоятки совпадает с направлением выбранной подачи.
В станке предусмотрена возможность быстрых перемещений суппорта в продольном и поперечном направлениях. При этом включение быстрых перемещений производиться той же мнемонической рукояткой но с дополнительным нажимом кнопки расположенной в верхней части рукоятки.
Закрепление задней бабки на направляющих станины и её освобождение также осуществляется одной рукояткой которая приводит в действие эксцентриковый зажим
Техническое задание на проектирование.
В задании на курсовой проект требуется спроектировать токарно-винторезный станок с максимальными диаметром D = 400 мм и длиной L = 710 мм. В качестве основы проектирования принимается токарно-винторезный станок модели 1А62 со следующими характеристиками:
Наибольший диаметр детали устанавливаемой над станиной мм
Расстояние между центрами мм
Диаметр отверстия шпинделя мм
Число значений частот вращения шпинделя
Частота вращения шпинделя мин-1
Подачи на один оборот шпинделя мм: продольные
Шаг нарезаемой резьбы: метрической мм
дюймовой (число питок на 1”)
Мощность электродвигателя кВт
Обоснование технической характеристики станка
Определяем припуск на обработку в зависимости от диаметра:
Определим наименьшую глубину резания:
Далее определяем величины подач наибольшую и наименьшую:
для черновой обработки:
для чистовой обработки:
Скорость резания при обточке равна:
Определим предельные частоты вращения шпинделя:
наибольшая частота равна:
наименьшая частота равна:
Тогда диапазон регулирования привода главного движения и привода подач вычислим:
Далее чтобы узнать максимальное усилие определим наибольшую силу реза-ния:
Максимальное усилие подачи которое должен преодолеть механизм станка
Далее вычисляем максимальную мощность привода потребную для точения:
Мощность электродвигателя который следует поставить на станок определим
Кинематический расчет привода
График частот вращения валов привода будет иметь вид (рис.1).
Рис. 1. График частот вращения валов привода.
Определяем расчетные передаточные отношения колес привода:
Расчеты передаточных отношений показывают что их численные значения лежат в допустимых пределах . Реальное передаточное отношение через числа зубьев колес с использованием нормали станкостроения Н21 – 5 приведено в таблице 1.
Таблица 1. Числа зубьев колес привода.
Определение силовых и кинематических параметров привода.
Так как для проектных расчетов нас интересует наиболее нагруженный режим то рассчитываем силовые и кинематические параметры для наименьших угловых скоростей валов. Порядок и результаты расчета представлены в таблице 1.
Таблица 1. Силовые и кинематические параметры валов.
Максимальный крутящий
Определение модуля зубчатых колес и геометрический расчет привода.
1. Определение модуля зубчатых колес.
Зубчатые колеса являются основным видом передач коробок скоростей. От их габаритных размеров и качества зависят размеры и эксплуатационные характеристики всей коробки.
Основными причинами выхода из строя зубчатых колес станков являются усталость поверхностных слоев зубьев их износ смятие торцев зубьев переключающихся шестерен и поломка зубьев от усталости или перегрузок.
Расчет зубчатых колес ведется в основном теми же методами которые рассматриваются в курсе «Детали машин». Однако при расчете зубчатых передач станков модуль определяется не только исходя из прочности зуба на изгиб но и из усталости поверхностных слоев .
В коробках скоростей размер шестерен в большинстве случаев определяется контактными напряжениями т. е. усталостью поверхностных слоев зубьев. Сначала следует найти наиболее нагруженную кинематическую пару и для нее определить модуль исходя из прочности зуба на изгиб и усталости поверхностных слоев по формулам:
где и - допустимые напряжения для контактной нагрузки и на изгиб МПа; – номинальная передаваемая мощность кВт; – минимальная частота вращения шестерни на которую передается полная мощность обмин; – коэффициент формы зуба; – число зубьев шестерни; – передаточное отношение пары; - коэффициент учитывающий изменение нагрузки на зуб шестерни по сравнению с ее номинальным значением; - коэффициент ширины принимаемый равным 6 – 10.
Из полученных модулей и выбирают наибольший и округляют его до ближайшего большего стандартного значения: 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 80; 100; 130; 160 мм.
Найденный стандартный модуль принимается для всех зубчатых пар данной групповой передачи.
Для первой ступени.
Предварительный материал колес: сталь 40Х (НВср = 249 МПа).
Для второй ступени.
Для третьей ступени.
Предварительный материал колес: сталь 40Х улучшение и закалка ТВЧ
Для тихоходной ступени.
Предварительный материал колес: сталь 40Х улучшение и закалка ТВЧ45. МПа; МПа
2. Геометрический расчет привода.
Расчет геометрических параметров зубчатых колес.
Делительный диаметр: мм.
Диаметр вершин зубьев: мм.
Диаметр впадин зубьев: мм.
Диаметр вершин зубьев: мм.
Межосевое расстояние: .
Ширина колеса: мм. Принимаем мм.
Для проектируемого привода окружная скорость колес:
Назначаем степень точности 8.
Диаметр вала рассчитываем приближенно по формуле:
Принимаем равным d1 =30 мм.
Принимаем равным d2 =30 мм.
Межосевое расстояние: мм.
Назначаем степень точности 7.
Принимаем равным d3 =40 мм.
мм. Принимаем равным d4 =55 мм.
мс (для первой пары).
мс (для второй пары).
Назначаем степень точности 9.
Принимаем равным d5 =80 мм.
Принимаем равным d6=90 мм.
Определение фактических контактных напряжений и напряжений изгиба зубьев зубчатых колес привода. Выбор материала и термообработки.
Определим контактные напряжения в зацеплении МПа по формуле:
где - вспомогательный коэффициент (для прямозубых колес ); - окружная сила в зацеплении; - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями (для прямозубых колес ); - аналогичен ; - коэффициент вида цилиндрических колес.
Определим фактические напряжения изгиба для прямых зубьев шестерни и колеса:
где - коэффициент формы зуба шестерни и колеса; .
После определения контактных напряжений и напряжений изгиба подбираем материал и термообработку обеспечивающие прочность на изгиб и износостойкость.
Для пары зубчатых колес 51:39.
Материал для обоих колес – сталь 40Х.
Термообработка: улучшение НВ 250.
Для пары зубчатых колес 20:52.
Материал для обоих колес – сталь 18ХГТ.
Термообработка: закалка по сечению НRCЭ 57 62; сердцевина HRC 30.
Для пары зубчатых колес 20:80 (первая пара).
Для пары зубчатых колес 20:80 (вторая пара).
Термообработка: закалка по сечению НRCЭ 57 62.
Для пары зубчатых колес 32:64.
Термообработка: закалка по сечению до твердости НRCЭ 57 62 сердцеви-на HRCЭ 30 32.
Расчетная схема шпинделя.
Проверочный расчет подшипников.
Пригодность подшипника определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности с базовой т.е. .
где ч - суммарная реакция подшипника -коэффициент вращения () - коэффициент безопасности () - температурный коэффициент ().
Расчет передачи винт-гайка качения.
Перемещение стола: мммин.
Холостой ход 3400 мммин.
1.Диаметр окружности центров шариков: мм.
По критической частоте вращения обмин получаем
Находим рабочие диаметры винта и гайки:
Угол подъема винтовой линии резьбы определяем с помощью выражения:
Общее число шариков в одной полугайке:
Число рабочих шариков в одном ее витке:
Общее число рабочих шариков в трех рабочих витках одной полугайки:
Тогда расчетное количество шариков участвующих в передаче нагрузки при нормальной точности их изготовления
2. Определяем допустимую статическую осевую нагрузку при отсутствии предварительного натяга при этом примем МПа и сопутствующее ему значение
Произведем проверку на долговечность. Для этого определяем частоты вращения ходового винта при обеспечении максимальной и минимальной рабочей скорости перемещения стола станка и среднюю частоту вращения винта.
Число циклов нагружения за один оборот в соответствии
Задаемся сроком службы передачи часов и вычисляем коэффициент долговечности
Что соответствует условиям для расчета предварительного натяга.
3. Определяем податливость передачи т.е. осевое смещение гайки относительно винта при действии нагрузки Н.
4. Определяем максимально и минимально допустимые силы натяга на один оборот
Относительные осевые смещения профилей резьбы полугаек для создания соответствующих рассчитанных сил натяга будут равны
Найдем допустимую нагрузку на винт пир максимальной силе предварительного натяга
Как видим значение Н меньше чем Н следова-тельно вычисленное значение Н принимаем для расчета передачи.
Допускаемая нагрузка на винт при минимальном значении силы предвари-тельного натяга будет равна
Поскольку т.е. 40350>20158 то согласно рекоменда-циям приведенным выше принимаем для дальнейших расчетов значение
Основные смещения от контактной деформации в соединении винт – гайка равны:
Для нахождения жесткости опор винта и соответствующего осевой нагрузки смещения в них: Нмкм.
Суммарное смещение в передаче при нагрузке Н равно
Металлорежущие станки: учеб. пособие для выполнения курсового проекта В.Н. Жарков В.В. Морозов В.Г. Гусев; Владим. гос. ун-т. – Владимир: ВлГУ 2005.
Кучер И.М. Металлорежущие станки И.М. Кучер. – М.: Машиностроение 1969. – 720с.
Металлорежущие станки: метод. указания и контрольные задания для выполнения курсового проекта студентами заочного отделения спец. 120100 сост.: Р.АТихомиров В.Н. Жарков. Владим. гос. ун-т. – Владимир: ВлГУ 2003. – 73 с.
Металлорежущие станки: метод. указания к самостоятельному изучению общего курса и кинематики станков для Студенов заочников В.Н. Жарков. Владим. гос. ун-т. – Владимир: ВлГУ 2004. – 148 с.
Методические указания к курсовому и дипломному проектированию
« Расчет и конструирование передачи винт – гайка качения» Владим. гос. ун-т; сост.: Р.А.Тихомиров Е.Н. Петухов В.В Николаев. Владимир 1997.48 с.
Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов П.Ф. Дунаев О.П.Леликов. – 8-е изд.. перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия» 2003. – 496 с.

Спецификация 2.spw

ВлГУ.150206.81.03.09.01.000
Рукоятка управления коробкой скоростей
ВлГУ.150206.81.03.09.02.000
Рукоятка переключения звена
ВлГУ.150206.81.03.09.03.000
Грибок управления реверсом
для нарезания правых и левых резьб
ВлГУ.150206.81.03.09.04.000
Рукоятка управления коробкой
ВлГУ.150206.81.03.09.05.000
Маховик ручного продольного
перемещения суппорта
ВлГУ.150206.81.03.09.06.000
Рукоятка ручного поперечного
ВлГУ.150206.81.03.09.07.000
ВлГУ.150206.81.03.09.08.000
Рукоятка ручного перемещения
верхней части суппорта
ВлГУ.150206.81.03.09.09.000
Рукоятка управления коробкой подач
ВлГУ.150206.81.03.09.10.000
ВлГУ.150206.81.03.09.11.000
Гитара сменных колес
ВлГУ.150206.81.03.09.12.000
ВлГУ.150206.81.03.09.13.000
ВлГУ.150206.81.03.09.14.000
ВлГУ.150206.81.03.09.15.000
ВлГУ.150206.81.03.09.16.000
ВлГУ.150206.81.03.09.17.000

Содержание.doc

Общая характеристика токарно-винторезного станка модели
Техническое задание на проектирование.
Обоснование технической характеристики станка
Кинематический расчет привода
Определение силовых и кинематических параметров привода
Определение модуля зубчатых колес и геометрический расчет привода
Определение фактических контактных напряжений и напряжений изгиба зубьев зубчатых колес привода. Выбор материала и термообработки
Расчетная схема шпинделя

Лист 1.cdw

Частота вращения шпинделя
Кинематическая схема
Мощность электродвигателя главного движения
Число резцов в резцедержателе
Наибольшее перемещение пиноли
Диаметр отверстия шпинделя
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия