Расчет и проектирование коробки скоростей к операционному токарному станку

смотреть на рефераты похожие на «Расчет и проектирование коробки скоростей к операционному токарному станку «.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «СТАНКИН».

КАФЕДРА ОСНОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ МАШИН.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ На тему: Рассчитать и спроектировать коробку скоростей к операционному токарному станку.

Вариант 2/11.

Выполнил: студент гр. ВТ-6−1 Тулаев П.А.

Проверил: Степанов А.А.

МОСКВА 2001.

Дано:

Твых max = 138 H (m nmin = 340 мин -1.

? = 1,41 n0 = 1000 мин -1.

Тип фрикционной муфты ЭМ.

Тип передачи (U = 1) или муфты на выходном валу клиноремённая.

Коробку установить на литой плите.

Срок службы коробки tч = 12(103 часов Кинематический расчёт.

Выбор электродвигателя Т = 9550 р/п.

Расчётная мощность на выходе Рвых = [pic].

Рэл' = [pic].

побщ = п2оп (п2пр побщ = 0, 9952(0, 982 [pic]0, 99 0025(0, 9604 = 0, 95 082.

Рэл' = [pic] (это в).

Тип двигателя: Тип исполнения: 4А132S6У3 М300.

Рн = 5, 5 кВт.

п0 = 1000.

пп = 965 мин-1.

[pic].

[pic] тип двигателя выбран правильно.

Определение частот вращения выходного вала п1 min = 340 об/мин п2 min = n1(? = 340(1,41 = 479,4 об/мин.

Определение общих передаточных чисел Uобщ 1, 2 = [pic]Uпр2 13(Uпр1 Uобщ 1 = [pic] (1) = Uпр1(Uпр2 Uобщ 2 = [pic] (2) = Uпр1(Uпр3.

Выбор передаточных чисел отдельных пар Uпр max = 4.

Разбиение Uобщ по ступеням приводят к Uобщ min Здесь можно выявить следующие пары: [pic] [pic] = [pic] [pic].

Определение чисел зубьев прямозубых колёс [pic] [pic] т.к. aw = const [pic].

[pic].

Проверка частот вращения [pic] [pic] [pic] [pic].

[pic]% т. к. [pic]кинематика выбрана удовлетворительно.

[pic]мм — диаметры шкивов на выходе пz = min 30,965>24(nII [pic]при ТII и пII? bd = 0,3 — рассчитываемая передача.

Определение мощности на валах Рэл = 5,5 кВт РI = Pэл (?пр (?оп = 5,5(0,98(0,995 = 5,36 кВт РII = PI (?пр (?оп = 5,36(0,98(0,995 = 5,23 кВт РIII = PII (?оп (?кл.р = 5,23(0,995(0,96 = 4,995 кВт.

Определение частот вращения валов nI = nH ([pic]= 965([pic]= 675,5 мин-1 nII1 = nI ([pic]= 675,5([pic]= 337,75 мин-1 nII2 = nI ([pic]= 675,5([pic]= 482,499 мин-1 nIII1 = nII1(U = 337,75 мин-1 nIII2 = nII2(U = 482,499 мин-1.

Определение вращающих моментов Т = 9550 [pic] Тэл = 9550([pic]= 9550([pic]= 51,103 H (м TI = 9550([pic]= 9550([pic]= 75,7 H (м TII = 9550([pic]= 9550([pic]= 147,8? Tmax = 138 H (м.

Проектировочный расчёт валов.

? = [pic] dbI = 110([pic]= 32,8 мм dbII = 110([pic]= 38,8 мм dbIII = 110([pic]= 35,09 мм.

Итоговая таблица.

|№ вала |Pi |ni |Ti |dbi | |Эл |5,5 |965 |51,103 |38 | |I |5,36 |337,75 |75,7 |32,830 | |II |5,23 |482,499 |147,8 |38,80 | |III |4,995 |482,499 |138 |35,08 |.

Расчёт прямозубой цилиндрической передачи.

т.к. у шестерни Z3 наименьшее число зубьев (zmin), то рассчитывать будем её = [pic].

Проектировочный расчёт.

а) на контактную выносливость d1H = Kd ([pic] Kd = 770 (сталь) TI = 75,7 Н (м ?bd = 0,3 — коэффициент ширины зуба KH? = 1,07 по таблице 1.5 HB > 350 [pic]> 6 (менее жёсткий вал) [pic] Cos? = 1 т.к. прямозубая цилиндрическая передача далее по таблице 6.5 Ст40х + термическая обработка, закалка в ТВЧ? НР = 900 МПа? FP = 230 МПа? НР = ?НР'(KHL = 900(1 = 900МПа NHO = 8(107 циклов NFO = 4(106 циклов t14=t24=[pic].

NHE = 60(tч (nI = 60(6(103(675,5? 24(107 циклов KHL = [pic]= [pic] 1 т.к. NHE > NHO, то KHL = 1.

dIH = [pic]= [pic]мм mH = [pic]мм.

б) на изгибную выносливость mF = [pic] Km = 13,8 (сталь, прямозубая) ТI = 75,7 H (м Z3 = 24? bd = 0,3 УF3 = Z3 и «Х» = 3,92 (по таблице) ?Fp = ?Fp'(KFL KFL = [pic] 1 KF? = 1,15 по таблице 1. 5.

Для постоянного режима NFE = NHE = 24(107 т.к. NFE>NF0, то KFL = 1? FP = 230(1 = 230 МПа mF = 13,8[pic]2,7 мм mH = 2,55 мм mF = 2,7 мм ГОСТ: 2,0; 2,25; 2,5; 2,75; 3,0; 3,5… по ГОСТ выбираем 2,75 мм.

Проверочный расчет прямозубой передачи а) на контактную выносливость? Н = ZM (ZH (Z?[pic] ?HP ZM = 192 (сталь-сталь) ZH = 2,49 (x=0, ?=0) Z? = [pic] ?? = = 1,88−3,2(([pic]) = 1,68 Z? = [pic] = 0,88 dIII = [pic] b = ?bd (dI = 0,3(66 = 19,8 мм (принимаем b=20) U = 2 [pic] FtI = [pic] KH? = 1 (прямозубая передача) KH? = 1,07 KHv = [pic] FHv = ?H (д0(v (b[pic] ?H = 0,014 (для прямозубой НВ>350 и без модификации) д0 = 47 (для 7 й степени точности) vI = [pic] aw = [pic] FHv = 0,014(47(2,33(19,8([pic]= 213,5 H KHv = 1+[pic] ?H = 192(2,49(0,88([pic]МПа 730МПа < 900МПа.

Расчет на изгибную выносливость.

?F = УFI (У?(У?([pic] ?FP УFI = 3,92 У? = 1 (прямозубая) У? = 1 (?=0) FtI = 2336 H b = 19,44 мм m = 2,75 мм KF? = 1(прямозубая) KF? = 1,15 KFv = 1+[pic] FFv = ?F (д0(vI (b ([pic] ?F = 0,016 (прямые без модификации НВ>350) FFv = 0,016(47(2,33(20([pic]= 246 H KFv = 1+[pic]= 1,09 ?F = 3,92(1(1([pic]= 205 МПа 205 МПа < 230 МПа SF = [pic]= 1,12.

Расчёт клиноремённой передачи Тип ремня Б Нормального сечения по ГОСТ 1284.1 и по ГОСТ 1284.3.

Характеристики и размеры (по таблице 9.13) в0 = 17 мм вр = 14 мм h = 10,5 мм А1 = 138 мм² d1min = 125 мм q = 0,18 кг/м L = 800…6300 мм Т1 = 50…150 Hм Диаметры шкивов [pic]мм — диаметры шкивов на выходе округляем по табл. 9. 3 до значения 160 мм dp1=dp2=160 мм Фактическая частота вращения ведомого вала n2 = 482.499 мин-1.

Скорость ремня [pic] V = 4 м/с.

Окружная сила Ft = [pic]= 1189 Н Межосевое расстояние [pic] мм причём amin.

Длина ремня.

L ?

L? мм Принимаем стандартную длину ремня по таблице 9.14 L = 1000 мм Окончательное межосевое расстояние.

где.

? = L — ?(dср = 497,6.

dср = [pic]= 160 мм.

= 0.

мм.

Наименьшее межосевое расстояние.

(необходимое для монтажа ремня) aнаим? a — 0,01(L? 238,8 мм Наибольшее межосевое расстояние.

(необходимое для компенсации вытяжки ремня) aнаиб? a + 0,025(L? 273,8 мм.

Коэффициент режима.

Ср = 1 т.к. токарный станок (по табл. 9.9).

Угол обхвата ремня на малом шкиве.

[pic] [pic].

Коэффициент угла обхвата Са = 1 (по табл. 9.15).

Частота пробегов ремня, С -1.

i = [pic].

i = [pic].

Эквивалентный диаметр ведущего шкива.

de = d1(Kи, где.

=1.

=> de = 160 мм.

приведённое полезное напряжение.

[?F] = 2,5 МПа.

Допускаемое полезное напряжение.

[?F] = [?F]0(Ca (Cp = 2,5(1 = 2,5 МПа.

Необходимое число клиновых ремней.

Z' = [pic].

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ремням Сz = 0,95 (по табл. 9.19).

Число ремней.

[pic] принимаем Z = 3.

Коэффициент режима при односменной работе.

Cp' = 1 (по табл. 9.9).

Рабочий коэффициент тяги.

? = 0, 67(Ca (Cp' = 0,67(1(1 = 0,67 Коэффициент m = [pic].

Площадь сечения ремней.

A = A1(Z A = 138(3 = 414 мм.

Натяжение от центробежных сил.

Fц = 10−3(?(A (V2, где Плотность ремней? = 1,25 Г/см3 Fц = 10−3(1,25(414(42 = 8,28 Н Натяжение ветвей при работе.

F1 = Ft ([pic]+Fц F2 = Ft ([pic]+Fц F1 = 1189([pic]+8,28 = 1490,13 H F2 = 1189([pic]+8,28 = 301,13 H.

Натяжение ветвей в покое.

F0 = 0,5((F1+F2)-x (Fц, где коэффициент x = 0,2 F0 = 0,5((1490,13+301,13)-0,2(8,28 = 893,974 H.

Силы действующие на валы при работе передачи.

[pic].

Fa = 1774,7 H.

Силы действующие на валы в покое.

Fa0 = 2(F0(sin[pic] Fa0 = 2(893,974 (sin[pic] 1787,9 H.

Размеры профиля канавок на шкивах.

(выбираются по табл. 9.20) H = 15 B (b) = 4,2 t = 19 f = 12,5? = 34°…40°.

Наружный диаметр шкивов.

de1 = de2 = dp1,2+2(b de1,2 = 168+2(4,2 = 176,4 мм Внутренний диаметр шкивов.

df1 = df2 = de1,2 -2(H df1,2 = 176,4 — 2(15 = 146,4 мм.

Ширина ремня.

B = Z (t.

B = 3(19 = 57 мм.

Ширина шкива.

M = 2(f+(Z-1)(t M = 2(12,5+(3−1)(19 = 63 мм Определение геометрических параметров.

di = [pic] dai = di+2m dti = di-2,5m b = ?bd (di.

d1 =[pic][pic]мм da1 = 82,5+2(2,75 = 88 мм dt1 = 82,5−2,5(2,75 = 75,625 мм b1 = 0,3(82,5 = 24,75 мм.

d2 = [pic]мм da2 = 115,5+2(2,75 = 121 мм dt2 = 115,5−2,5(2,75 = 108,625 мм b2 = 0,3(115,5 = 34,65 мм.

d3 = [pic]мм da3 = 66+2(2,75 = 71,5 мм dt3 = 66−2,5(2,75 = 59,125 мм b3 = 0,3(66 = 19,8 мм.

d4 = [pic]мм da4 = 132+2(2,75 = 137,5 мм dt4 = 132−2,5(2,75 = 125,125 мм b4 = 0,3(132 = 39,6 мм.

d5 =[pic][pic]мм da5 = 82,5+2(2,75 = 88 мм dt5 = 82,5−2,5(2,75 = 75,625 мм b5 = 0,3(82,5 = 24,75 мм.

d6 = [pic]мм da6 = 115,5+2(2,75 = 121 мм dt6 = 115,5−2,5(2,75 = 108,625 мм b6 = 0,3(115,5 = 34,65 мм.

aw = 99 мм (для всех колёс).

|dt |di|da|.

Определение усилий действующих в зацеплении.

Tэл = 51,103 H (м [pic]H [pic]H.

T1 = TI = 75,7 H (м [pic]H [pic]H.

Выбор и расчёт муфты.

Электромагнитная фрикционная муфта с контактным токоподводом и постоянным числом дисков тип ЭТМ…2.

[pic] (=1,3…1,75 коэффициент сцепления [P]p — удельное давление [P]p=[P](Kv Kv = [pic] Vcp = [pic] Дср = [pic] f = 0,25…0,4 (сталь феродо)-сухие [P] = 0,25…0,3 Мпа -сухие T = 75,7 H/м i = 2(Zнар = 2(3 = 6 n = 337,75 об/мин Дн = 53 мм Дв = 45 мм Дср = [pic] Vcp = [pic] P = [pic] Kv = [pic] Kv (1 [P]p = 4,17(0,9 = 3,75.

P.