Курсовой проект по МС - Проектирование коробки скоростей

Содержание

Содержание

Введение

1. Предварительный выбор базовой модели станка

2. Определение основных технических характеристик

2.1 Определение диапазона регулирования

2.2 Назначение величины φ

2.3 Определение числа переключений

2.4 Выбор нормализованного ряда частот вращений

2.5 Определение мощности электродвигателя

2.6 Проектирование кинематической схемы привода

2.7 Определение числа зубьев одиночных и групповых передач

2.8 Проверка правильности расчёта чисел зубьев

2.9 Кинематическая схема коробки скоростей

3. Предварительный расчёт деталей привода

3.1 Определение параметров зубчатых колёс

3.2 Определение диаметров валов

3.3 Проверочный расчёт вала

3.4 Расчёт подшипников

3.5 Расчёт шпинделя на жёсткость

3.6 Расчёт шпинделя на прочность

3.7 Расчёт производительности насоса и системы смазки

3.8 Расчёт шлицевых соединений

4. Описание работы механизма автозажима инструмента

Заключение

Список литературы

Введение

Металлорежущие станки при их высокой производительности, точности и универсальности являются основным видом технологического оборудования для размерной обработки деталей.

При широком использовании принципов агрегатирования и унификации металлорежущие станки можно объединить в автоматические станочные линии и в автоматические станочные системы с реализацией принципов числового программного управления и прямого управления от электронных вычислительных машин.

Современные металлорежущие станки являются разнообразными и развитыми рабочими машинами, включающими большое число механизмов и использующими механические, электрические, гидравлические и другие методы осуществления движений и управления циклом.

В настоящее время станкостроительная промышленность обеспечивает машиностроение всеми необходимыми типами современных высокопроизводительных станков.

Конструкции создаваемых станков должны быть перспективными. При разработке нового станка необходимо заложить в проект определенный запас совершенства и новизны решений его основных элементов по сравнению с уже известными. При создании нового станка следует стремиться к сокращению сроков проектирования и освоения его производства.

Основные задачи станкостроения:

Дальнейшая автоматизация и создание высокопроизводительных станков – создание автоматов и автоматических линий, станков на базе новых технологических процессов высокой производительностью и применением скоростных методов обработки, станков с ЧПУ, станков, удобных для встройки в автоматические линии, универсальных станков с автоматизацией вспомогательных и контрольных операций.

Повышение точности, виброустойчивости, долговечности, повышение технических характеристик станков

Повышение экономичности станков – удешевление их производства и проектирования, снижение веса, занимаемых площадей, использование унифицированных узлов и деталей, применение новых материалов, в том числе пластмасс, создание более технологичных конструкций.

Планомерное обновление парка станков – замена устаревших моделей более совершенными, расширение типажа станков с увеличением типоразмеров прогрессивных групп и станков, созданных на базе технологических процессов, модернизация оборудования.

В настоящее время одной из наиболее важных технологических операций является фрезерование. Существует большое количество станков, на которых можно осуществлять следующие операции:

фрезерование плоских поверхностей и уступов;

фрезерование шпоночных пазов на валах;

фрезерование шлицев на цилиндрических и конических поверхностях;

фрезерование различных канавок;

фрезерование Т-образных пазов и пазов ласточкин хвост;

фрезерование прямозубых цилиндрических зубчатых колес;

фрезерование фасонных поверхностей;

В выданном мне задании необходимо спроектировать привод главного движения вертикально фрезерного станка с размерами рабочей поверхности стола 320×1250 мм.

Обработка деталей на станках производится торцовыми, хвостовыми, пальцевыми фрезами и фрезерными головками в условиях индивидуального и серийного производства.

Такие станки могут иметь поворотную головку, которая позволяет обрабатывать наклонные плоскости без применения специальных приспособлений.

Также станки этого типа могут быть включены в автоматическую линию, так как имеют элементы автоматического управления органами станка.

Целью этого курсового проекта является углубление знаний, полученных по курсу на лекциях и в лаборатории, и приобретение навыков по расчёту и конструированию станков.

Заключение

Заданием к моему курсовому проекту было спроектировать коробку скоростей вертикально-фрезерного станка с размерами стола 320×1250 мм.

Целью данного курсового проекта является усовершенствование конструкции станка с целью повышения производительности обработки, а также уменьшения стоимости станка. Также целью является углубление знаний и умений в проектировании сложных конструкций.

Для достижения этих целей при проектировании коробки скоростей были решены следующие задачи:

1. Спроектирована кинематическая схема привода главного движения.

2. Определены основные параметры зубчатых колёс КС, а также диаметры валов.

3. Произведены проверочные расчёты деталей привода (подшипников, шпинделя, шлицевых соединений, валов).

4. В конструкцию станка были введены следующие усовершенствования:

- в поворотной головке предусмотрены винты, прижимающие полукольца, которые предназначены для регулировки натяга в подшипнике, и препятствующие их вылетанию при больших оборотах шпинделя.

- в конструкции шпинделя предусмотрен механизм автозажима инструмента, что ускоряет и облегчает процесс зажима оправки и сокращает время на обработку.

- увеличение чисел оборотов промежуточных валов позволило снизить нагрузки на валы и зубчатые колёса.

5. С целью обеспечения температуры в КС не выше 60º был предусмотрен ряд технических требований:

- применены шлицевые соединения, позволяющие улучшить центрацию колёс на валах, что привело к повышению точности зубчатых зацеплений, а значит к повышению КПД и снижению температуры в КС.

- всвязи с увеличением окружных скоростей колёс, для смазки КС рекомендовано применять масло с низкой вязкостью.

- в коробке скоростей рекомендовано применять зубчатые колёса 6 степени точности.

- предусмотрены допуски на непараллельность осей валов в КС, которые позволяют снизить неточность зацепления зубчатых колёс.

Техническое задание

Наименование, назначение и область применения объекта проектирования.

Проектируемый станок относится к вертикально-фрезерным станкам с размерами рабочей поверхности стола 320×1250 мм.

Область применения станков данного типа:

фрезерование плоских поверхностей и уступов торцевыми и концевыми фрезами;

фрезерование шпоночных пазов на валах;

фрезерование Т-образных пазов и пазов ласточкин хвост;

фрезерование шлицев на цилиндрических и конических поверхностях;

фрезерование различных канавок;

фрезерование прямозубых цилиндрических зубчатых колес;

фрезерование фасонных поверхностей;

Область применения вертикально-фрезерных станков очень широка, но в основном, они находят преимущественное применение на машиностроительных заводах и являются экономически эффективными в условиях серийного и мелкосерийного производства.

Достоинством станков данного типа является наличие поворотной головки, позволяющей обрабатывать наклонные плоскости без применения специальных приспособлений.

Основание для проектирования

Учебный план ВФ ГОУ ВПО ИжГТУ специальности 120100 «Технология машиностроения», курсовой проект по курсу “Металлорежущие станки”.

Цели проекта:

Усовершенствование конструкции станка с целью повышения его производительности, а также снижения стоимости.

Улучшение условий труда основных рабочих и обслуживающего персонала, в том числе за счёт применения механизмов с числовым программным управлением.

Задачи проекта

Разработка технического задания на проектирование новой модели вертикально-фрезерного станка с размером стола 320×1250 мм.

Расчет привода главного движения и проектирование основного узла станка - коробки скоростей.

Назначение технических требований на сборку и регулировку проектируемого узла из условия обеспечения температуры масла в картере не более 60ºС.

Для варианта станка с ЧПУ дать техническое предложение на конструкцию механизма для автоматической смены инструмента.

Источники проектирования

Справочная литература по металлорежущим станкам фрезерной группы (библиотеки ВФ ИжГТУ, ФГУП “ВЗ”)

Справочная литература по металлорежущим станкам с ЧПУ

Литература, регламентирующая оформление документации проекта: ЕСТД, ЕСДП и ЕСТПП

Технические требования

Обеспечить осевой зазор в подшипниках промежуточных валов не менее 0,005мм, в подшипниках вала шпинделя не менее 0,003мм.

Обеспечить оптимальное положение пятна контакта: не менее 0,75 от общей длины контактной линии, зубчатых зацеплений блоков и шестерен

После сборки, обкатать коробку в следующем режиме:

- коробку скоростей обкатать без нагрузки в течение 3 часов и сменить масло.

- обкатать коробку в течение 2 часов при нагрузке 30% от номинальной и сменить масло.

4) Обеспечить непараллельность осей валов в коробке скоростей не более 0,01 мм.

5) Точность зубчатых передач не ниже 6-7 класса.

6) Для смазки коробки скоростей рекомендуется применять масло с низкой вязкостью, например, Индустриальное 20 ГОСТ 170751.

7) Сборку и регулировку коробки скоростей проводить при температуре окружающей среды не ниже 150С и не выше 250С.

8) Конструкция станка должна позволять производить изменение величины скоростей и подач от усилия на рукоятки не более 2 кг. При надежном фиксировании в каждом положении.

Стадии и этапы разработки

Разработка технического задания на проектирование

Обзор существующих моделей станков – аналогов

Анализ режимов резания для выбранного типа производства

Кинематический расчет и построение кинематической схемы проектируемого привода

Определение мощности двигателей

Предварительный расчет деталей привода

Выбор и обоснование конструкции механизмов и деталей проектируемого узла и выбор материалов деталей

Проверочные расчеты деталей привода

Описание работы узла и отдельных систем механизмов

Расчет системы смазки

Техническое предложение для разработки механизма автоматического зажима инструмента.

Комплектность разрабатываемой документации

Графическая часть:

1. Развертка узла – коробки скоростей

2. Поворотная головка

3. Общий вид и кинематическая схема станка

4. Элементы механизма автоматического зажима инструмента.

Расчетно-пояснительная записка:

Содержание основных разделов пояснительной записки должны отражать основные этапы проектирования, указанные в п. 7. настоящего ТЗ.