Проект расчета станка 6Р82Г

Содержание

Аннотация

Содержание

1 Выбор приводного электродвигателя на основании режимов резания

1.1Выбор приводного электродвигателя

2 Кинематический расчёт коробки скоростей. Теоретическое

описание расчёта. Описание расчёта на программе SIRIUS

2.1.1 Определение общего диапазона регулирования привода

2.1.2 Определение общего числа ступеней скорости

Выбор конструктивных вариантов привода

2.1.3 Определение числа возможных кинематических вариантов

2.1.4 Определение максимальных передаточных отношений по группам передач

2.1.5 Выбор вариантов структурной формулы

2.1.5.1 Выбор первого варианта

2.1.5.2 Выбор второго варианта

2.1.5.3 Выбор третьего варианта

2.1.5.4 Выбор четвертого варианта

2.1.6 Построение структурной сетки

2.1.7 Построение графика частот вращения

2.1.8 Определение чисел зубьев передач

2.1.9 Определение крутящих моментов на валах коробки скоростей

2.2 Кинематический расчёт. Описание работы с программой «SIRIUS»

2.2.1 Кинематический расчёт

3 Расчёт прямозубых эвольвентных передач для каждого из вариантов. Описание расчёта

3.1 Описание программы и расчёта

3.1.1 Описание программы

3.1.2.3 Методика расчета

3.3 Проверка выполнения условия корректности расчёта

4.1.1 Критерий массы

4.1.2 Критерий шума коробки передач

5.2 Определение сил P и Q

6 Расчёт и выбор подшипников

6.1.1 Исходные данные

6.1.2 Результаты расчета

6.1.3 Методика расчета

6.2 Расчёт подшипников

6.3 Выбор стандартных подшипников

7 Расчёт валов. Выбор шпоночных и шлицевых соединений

7.1.1 Исходные данные

7.1.2 Результаты расчета

7.1.3 Методика расчета

7.1.3.1 Расчет запаса статической прочности

7.1.3.2 Расчет усталостной прочности (выносливости)

7.2 Расчёт валов

8 Проектирование шпинделя

8.1 Расчет шпинделя на жесткость

8.2 Тепловой расчет шпиндельного узла

9 Расчет потерь на трение в подшипниках качения валов

10 Расчет теплового баланса опор

11 Выбор и обоснование посадок

11.1 Выбор посадок подшипников качения

11.2. Выбор посадок шлицевых соединений

11.3. Выбор посадок шпоночных соединений

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ З

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Кинематический расчёт. Описание работы с программой «SIRIUS»

2.2.1 Кинематический расчёт

Для кинематического расчёта коробки скоростей используем компьютерную программу SIRIUS 2, разработанную кафедрой МСК (ОГУ) для расчёта приводов главного движения и приводов подач.

Запускаем программу, выбираем «кинематический расчёт», вводим исходные данные:

наибольшая частота вращения выходного вала – 1605 об/мин, наименьшая частота вращения выходного вала –126 об/мин

частота вращения вала двигателя привода – 2800 об/мин ;

мощность двигателя привода – 11 кВт;

знаменатель ряда =1,26 [см. исходные данные к курсовому проектированию];

код типа коробки передач – 4 [коробка скоростей].

После нажатия клавиши «Enter» необходимо выбрать «расчёт кинематики». В окне «существуют конструктивные варианты» выбираем строку «выбрать оптимальный вариант». Программа рекомендует взять за оптимальный – конструктивный вариант: (3.0000, 2.0000, 2.0000). После нажатия клавиши «ОК» на экране появилась окно «существуют кинематические варианты» - выбираем «выбрать оптимальный вариант», после чего на экране появится окно красного цвета «рекомендуемый кинематический вариант», и значения: (1.0000, 3.0000, 6.0000). Нажимаем «Enter». Появилось окно «результаты распределения характеристики всей цепи по группам передач» со значениями суммарной характеристики всей цепи и характеристиками 0,1,2,3. В этом случае на вопрос программы: «Желаете продолжить свой вариант распределения?» отвечаем «Нет». На экран вывелось сообщение «Расчёт закончен», нажимаем «ОК». Затем посмотрим результаты расчёта в меню «результат расчёта». После выполнения данного расчёта необходимо по его аналогии выполнить расчёт для конструктивного варианта: (2.0000, 3.0000, 2.0000). Для этого, при тех же исходных данных, в окне «существуют конструктивные варианты» выберем строку со значением: (2.0000, 3.0000, 2.0000). Все остальные действия как и в первом варианте расчёта. Третий расчёт необходимо сделать по аналогии с первым , но в окне «существуют кинематические варианты» необходимо выбрать вариант: (2.000, 1.0000, 6.0000). После просмотра расчётов, последний вариант выполняем по аналогии со вторым, только при появлении окна «результаты распределения характеристики всей цепи по группам передач», необходимо изменить характеристики 1, 2 и 3, так, чтобы не изменилась значение характеристики всей цепи. Выберем «Да». Зададим значения характеристик: первое: 3, второе: 4 и третье: 6; затем клавиша «Enter». Характеристика всей цепи осталась прежней, значит нажимаем «Нет». В результатах расчёта есть пункт «матрица передаточных чисел» со значениями, каждое из которых должно находиться в диапазоне , где i передаточное число (допускаются значения 0,2499).

Построение свёртки коробки скоростей

Свёртка коробки скоростей необходима для уточнения кинематической схемы привода и подбора подшипников для валов. Свёртка – сечение по кинематической цепи.

Наносятся положения центров валов привода, при этом межосевые расстояния определяются из расчёта зубчатых колёс, а положение воображаемой линии, соединяющей центры валов, определяется: конструктивными особенностями привода (обеспечение функциональности); удобством механизмов переключений.

Правила построения свёртки коробки передач:

- соединить центры валов прямыми линиями;

- в точке зацепления провести ортогональные линии;

- указать вращение валов;

- через точку зацепления нанести направление равнодействующих сил с учё-

том эвольвентного зацепления (20°).

Проектирование шпинделя

Расчет и проектирование шпинделя осуществляется на основе базового шпиндельного узла, приведенного в техническом паспорте горизонтально - фрезерного станка 6Р82.

8.1 Расчет шпинделя на жесткость

Для расчета используется метод конечных элементов. Шпиндельный узел представляется стержневыми конечными элементами, каждый стержень описывается тремя параметрами: длиной, внутренним диаметром и наружным диаметром. При разбиении шпиндельного узла на конечные элементы учитывается: количество опор шпинделя; тип опор и схема их установки. Тип опор и схема их установки моделируется в зависимости от ряда условий:

жесткости подшипников;

конфигурации внутренних и наружных поверхностей шпинделя;

расположения зубчатых колес;

наличия других приводных элементов.

В общем случае разбиение шпинделя на конечные элементы выполняется на основе условий однозначности: физических, начальных и граничных.

В соответствии с указанными условиями составляется расчетная схема шпинделя, используемая для последующего расчета на ЭВМ. Данный расчет выполнен при помощи расчетно-графического пакета программ «TEMOS», разработанного на кафедре «Станки, инструмент и летательные аппараты».

Результаты расчета находятся в приложении Д.

8.2 Тепловой расчет шпиндельного узла

Тепловой расчет шпиндельного узла осуществляется на основе решения осесимметричной задачи методом конечных элементов. В качестве типового конечного элемента в данном случае принимается треугольник. Для упрощения формирования расчетной схемы, используется процедура триангуляции четырехугольных элементов, представляющих собой фигуры, полученные при разбиении осевого сечения шпинделя. Под разбиение попадают шпиндель и все элементы установленные на нем за исключением источников тепла, которыми в данном случае являются опоры качения.

Расчет выполняется в следующем порядке:

1) Назначается количество четырехугольных областей, необязательно правильной формы, в соответствии с условиями однозначности.

2) Назначаются граничные условия (конвективный теплообмен и мощности тепловыделения).

3) Назначаются исходные данные для расчета мощности тепловыделения и коэффициентов теплоотдачи по теплоотдающим поверхностям.

4) Вводятся условия для выполнения теплового расчета (время и номера узлов).

Для теплового расчета шпиндельного узла был использован пакет программа «TEMOS». Результаты расчета находятся в приложении Е.

Выбор и обоснование посадок

11.1 Выбор посадок подшипников качения

При назначении полей допусков для посадок вала под внутреннее кольцо и отверстия корпуса под наружное кольцо подшипников качения необходимо учитывать:

а) вращается вал (внутреннее кольцо) или корпус;

б) вид нагрузки;

в) режим работы;

г) тип и размеры подшипников;

д) класс точности подшипника;

е) скорость вращающегося кольца;

ж) условия монтажа и эксплуатации и т. п.

В соответствии с указанными условиями, для посадки на вал шариковых радиальных подшипников класса точности Р6, циркуляционном нагружении

( вращающийся вал) и нормальном режиме работы, выбирается поле допуска k6. Для посадки подшипников в корпус выбирается поле допуска Н7. В посадке радиальных и упорных подшипников в гильзу шпинделя использовано поле допуска JS 7.

11.2. Выбор посадок шлицевых соединений

Для неподвижных прямобочных шлицевых соединений: в качестве посадки по диаметру при центрировании по наружному диаметру выбирается посадка H7/JS 7; в качестве посадки по ширине шлица выбирается посадка F8/f8.

Для подвижных прямобочных шлицевых соединений: в качестве посадки по диаметру при центрировании по наружному диаметру выбирается посадка

H7/f 7; в качестве посадки по ширине шлица выбирается посадка F8/f 8.

11.3. Выбор посадок шпоночных соединений

Для неподвижных шпоночных соединений выбирается переходная посадка H7/р6.