Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Совершенствование методов кинематического расчета привода главного движения металлорежущих станков по критерию минимизации погрешности ряда

Диссертация: Совершенствование методов кинематического расчета привода главного движения металлорежущих станков по критерию минимизации погрешности ряда
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Такое строгое ограничение погрешности обусловлено тем, что отклонение режимов от расчетных значений, ведет при завышении режима к резкому снижению стойкости инструмента, и увеличению затрат на переналадку и переточку инструмента, а занижение режимов ведет к потери производительности и повышению затрат на изготовление детали. Общая погрешность частоты вращения на выходе множительной структуры… Читать ещё >

Совершенствование методов кинематического расчета привода главного движения металлорежущих станков по критерию минимизации погрешности ряда (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
    • 1. 1. Особенности нормирования точности обработки ступенчато- 10 регулируемого привода отраслевым стандартом
    • 1. 2. Анализ литературных источников и исследований, выпол- 14 ненных ранее
    • 1. 3. Цели и задачи исследования
  • ГЛАВА 2. ПОСТОЯННАЯ ЧАСТЬ СТУПЕНЧАТОРЕГУЛИРУЕМО- 23 ГО ПРИВОДА, ЕЕ РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ
    • 2. 1. Состав и функции постоянного звена в математических мо- 24 делях множительной структуры
    • 2. 2. Составляющие погрешности постоянной части
      • 2. 2. 1. Элементы постоянной составляющей
      • 2. 2. 2. Составляющие постоянной части, компенсирующие 35 среднее отклонение погрешности передаточных отношений и округления
      • 2. 2. 3. Составляющие погрешности определяемые скольжени- 37 ем в электродвигателе и ременной передаче
      • 2. 2. 4. Общая постоянная составляющая погрешности в мно- 40 жительной структуре с известными числами зубьев
      • 2. 2. 5. Средние величины составляющих на ступенях с экс- 42 тремальной погрешностью
    • 2. 3. Определение передаточного отношения и чисел зубьев по- 46 стоянной пары
      • 2. 3. 1. Методология определения чисел зубьев постоянной 46 пары в ступенчаторегулируемом приводе главного движения металлорежущих станков
      • 2. 3. 2. Определение частоты на входе множительной части 50 структуры
      • 2. 3. 3. Определение скольжения и частоты электродвигателя
      • 2. 3. 4. Определение чисел зубьев постоянной передачи
  • ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 3. 1. Натурный измерительный эксперимент на приводе главного 68 движения горизонтально-фрезерного станка
      • 3. 1. 1. Кинематика привода
      • 3. 1. 2. Используемая аппаратура
      • 3. 1. 3. Методика измерения частоты электродвигателя на вхо- 72 де и мощности холостого хода
    • 3. 2. Результаты измерения частот и погрешности привода
      • 3. 2. 1. Баланс погрешности и его виды
      • 3. 2. 2. Точностные характеристики заводского варианта
      • 3. 2. 3. Анализ баланса погрешности
      • 3. 2. 4. Частоты вращения электродвигателя и шпинделя
      • 3. 2. 5. Мощность, потребляемая из сети приводным электро- 86 двигателем
      • 3. 2. 6. Зависимость скольжения в электродвигателе от часто- 88 ты вращения шпинделя
    • 3. 3. Численное экспериментирование
      • 3. 3. 1. Корректировка чисел зубьев постоянной передачи
      • 3. 3. 2. Повышение точности ступенчаторегулируемого при- 96 вода подбором комбинаций чисел зубьев с меньшей погрешностью передаточных отношений
      • 3. 3. 3. Допустимость использования средних величин общей 103 погрешности, определенной суммированием
      • 3. 3. 4. Достоверность формул о поле и среднем для погрешности множительной структуры в целом
      • 3. 3. 5. Скольжение в асинхронном приводном электродвига- 109 теле
  • ГЛАВА 4. вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ
    • 4. 1. Прецизионный экспресс-расчет постоянной передачи
    • 4. 2. Методика кинематического расчета множительной структуры 122 с использованием электронных таблиц
    • 4. 3. Целесообразность и возможности создания 36-ступенчатых 127 структур
    • 4. 4. Трансформация традиционного привода горизонтально- 129 фрезерного станка в 36-ступенчатый добавлением одной зубчатой пары
    • 4. 5. Нормальная 36-ступенчатая структура из множительных 136 групп с минимальной погрешностью
    • 4. 6. Проектный кинематический расчет 36-ступенчатой коробки 140 скоростей с использованием таблиц чисел зубьев для множительных структур

Актуальность темы

:

Все многообразие организационно-экономических и технологических условий использования металлорежущих станков и станочных систем у потребителей сводится к четырем обобщающим показателям, инвариантным для любого производства: производительность, точность, переналаживае-мость (технологический диапазон использования) и надежность.

Эффективность современных металлорежущих станков и станочных систем, при их высокой стоимости, может быть обеспечена только в условиях интенсивной эксплуатации при максимальной точности. Как известно станки проектируют с запасом точности, учитывающим неизбежную ее потерю при эксплуатации и ужесточении требований к точности станков [68].

Проблема повышения точности реализации режимов резания, при настройке коробками передач весьма актуальна в настоящее время и, особенно, в условиях стремительного совершенствования техники, повышения мощности, быстроходности и точности машин, аппаратов, приборов, их надежности, что в свою очередь требует опережающего повышения точности металлорежущих станков.

Для множительной части имеются рекомендации и пособия [33] позволяющие подобрать достаточно точные комбинации чисел зубьев в множительных группах, обеспечивающие поле рассеивания итоговой погрешности значительно меньше норматива. А вот распределение поля относительно нулевой линии (равенство положительных и отрицательных отклонений) обеспечить трудно, так как для этого необходимо знать и (или) достоверно рассчитать мощность холостого хода и скольжение в электродвигателе, иметь надежную методику для расчета передаточных отношений и чисел зубьев постоянной пары.

Точность ряда частот вращения, реализуемого приводом со ступенчатым регулированием, является важным показателем качества станка, строго ограничиваемым отраслевым стандартом.

В соответствии с отраслевым стандартом погрешность частоты враще.

Nr-N, / ния W = ——-100% не должна выходить за пределы W = ±[<�р-1у 10%.

Nst.

Такое строгое ограничение погрешности обусловлено тем, что отклонение режимов от расчетных значений, ведет при завышении режима к резкому снижению стойкости инструмента, и увеличению затрат на переналадку и переточку инструмента, а занижение режимов ведет к потери производительности и повышению затрат на изготовление детали.

Потери, связанные с неточной установкой расчетных режимов резания, тем меньше, чем меньше используемый знаменатель ряда (ф).

Общая погрешность частоты вращения на выходе множительной структуры зависит от многих факторов: 1) от скольжения в используемом электродвигателе- 2) от погрешности постоянных звеньев кинематической цепи- 3) от погрешности передаточных отношений множительной части- 4) от погрешности округления.

Компенсационные методы кинематического расчета позволяют подбирать числа зубьев коробки передач так, чтобы погрешность передаточных отношений компенсировалась погрешностью округления.

Погрешность электродвигателя учитывается отраслевым стандартом, в виде расширения поля допуска до 5% при номинальной нагрузке асинхронного электродвигателя.

Таким образом, с помощью существующих нормативных стандартов, пособий и рекомендаций невозможно решить ни одну из сформулированных задач:

— сокращение трудоемкости и повышение качества расчета ступенчато-регулируемого привода;

— увеличение точности установки оптимальных режимов резания;

— повышение точности и надежности привода главного движения.

Поэтому проблема создания универсальных методов прецизионного расчета передаточного отношения и конструктивных параметров постоянного звена, является актуальной.

Научная новизна:

1. Выявлены место, роль и значение постоянного звена в множительной структуре и формировании ее погрешности.

2. Установлено, что в формировании общей погрешности участвуют три составляющие, отличающиеся источником, ролью, механизмом возникновения и возможностями воздействия на суммарную погрешность. Подготовлены предложения по усовершенствованию отраслевого стандарта ОСТ 2 HI 1−1-82.

3. Создан комплекс зависимостей для описания, оценки и анализа процесса образования погрешности в множительной структуре, а также в ее постоянной, неварьируемой части.

Практическая ценность:

— Разработана методика и программно-аппаратный комплекс для расчета передаточного отношения и конструктивных параметров постоянного звена, позволяющие на ранних стадиях расчета с высокой точностью определить частоту на входе множительной части и структуры в целом и выполнить требования отраслевого стандарта по допустимой точности.

— Возможность практического использования множительных структур с большим числом ступеней (36 и более) и малым знаменателем ряда (ф = 1Д2) и погрешностью реализации ряда до ±1%.

Реализация работы:

Результаты работы внедрены в СКБ AJI и МС (г. Краснодар) и при выполнении лабораторных и практических работ, в курсовом и дипломном проектировании ДГТУ.

На защиту выносятся:

— Комплекс зависимостей для описания, оценки и анализа процесса образования погрешности в множительной структуре и, главным образом, в ее постоянной, неварьируемой части.

— Результаты исследования функции постоянного звена и факторов, оказывающих влияние на величину его передаточного отношения и точность привода.

— Методика прецизионного расчета передаточного отношения и конструктивных параметров постоянного звена в множительной структуре.

— Результаты применения новых методов кинематического расчета при модернизации и совершенствовании привода главного движения на примере гаммы фрезерных станков.

— Предложения по усовершенствованию отраслевого стандарта.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы докладывались:

— на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Донского государственного технического университета (2002;2005 гг.);

— на ежегодных международных научно-практических конференциях и семинарах в ближнем зарубежье (г. Киев, 2002;2004 г. г.);

— на международной конференции «Актуальные проблемы конструк-торско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, 2003 г.);

— на международной научно-технической конференции посвященной 75-летию Донского государственного технического университета «Современные проблемы машиноведения и высоких технологий» (г. Ростов-на-Дону, 2005 г.).

Публикации:

Результаты диссертационных исследований опубликованы в 36 печатных работах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы из 93 наименований и приложений, изложена на 161 странице машинописного текста, имеет 8 иллюстраций и 27 таблиц и 4 приложения.

8. Результаты работы используются в курсовом и дипломном проектировании в Донском государственном техническом университете, при проведении практических занятий.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Л.И. Приборы для измерения равномерности поступательного и вращательного движения. М.: НИИМаш. 1982−30 С.
  2. Т.А. Экспериментальный анализ. М.: Машиностроение, 1991.
  3. Г. И. Электроприводы главного движения металлообрабатывающих станков с ЧПУ. М.: Машиностроение 1980.
  4. Ю.М., Цлаф М. Я., Авдеев И. А., Жук С.Ф. Проектирование приводов и расчет деталей станков. Куйбышев: Авиационный институт, 1980.-113С.
  5. Н.С. Аналитический метод разработки структурных сеток Гермара //Станки и инструмент, № 11,1936.
  6. Н.С. Металлорежущие станки. М.: Машиностроение, 1965. т2. -628С.
  7. Н.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. Ленинград: ОНТИ. НКТП, 1937.
  8. Н.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. Машгиз, 1949.
  9. Большая советская энциклопедия. Т.30 /Гл. Ред. Прохоров A.M. М.:Советская энциклопедия. 1978−632С.
  10. В.Я., Елсунов А. Н. Теория и эксперимент. Минск. Вы-шейшая школа. 1989−111С.
  11. Воронов A. JL, Гребенкин И. А. Коробки передач металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1964 г. 136 С.
  12. Л.И. Подбор сменных зубчатых колес в кинематических цепях зуборезных станков с помощью ЭВМ. /Станки и инструмент № 4,1989.
  13. А.В. Записки Русского технического общества и свод привилегий. № 4, 1876. С. 285−294.
  14. Р. Стандартные числа оборотов в передачах. М.: Стандартно, 1936.-С. 16−20.
  15. ГОСТ 8032–84. Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел (ограничение ГОСТ 8032–56*).
  16. Д. Носитер Excel для Windows 95. М.: БИНОМ. 400 С.
  17. .Г. Кинематические основы автоматизированного проектирования коробок передач: Текст лекций/ ДГТУ. Ростов-на-Дону, 1990. -ЗЗС.
  18. .Г. Таблицы и методы для кинематического расчета коробок передач с малым знаменателем ряда. Ростов н/Д: ЛаПО, 2001. — 222 С.
  19. .Г., Курис Э. В. Кинематический расчет на ЭВМ 12-ступенчатой коробки передач //"Надежность станочных и инструментальных систем": Межвуз. сб. /РИСХМ, Ростов н/Д, 1991. С. 122−129.
  20. .Г., Курис Э. В. Таблицы универсальные для подбора чисел зубьев в коробках передач и рекомендации по их использованию. Учеб. пособие /ДГТУ. Ростов н/Д, 1993.
  21. .Г., Курис Э. В. Табличные методы расчета коробок передач с числом ступеней до 18. //"Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем": Сб. науч. тр. /ДГТУ, Ростов н/Д, 1994. С.53−61.
  22. .Г., Курис Э. В., Попов Р. В. Методы кинематического расчета коробок передач с малым знаменателем ряда: Текст лекций /ДГТУ. Ростов-на-Дону. 1995. 80С.
  23. .Г., Курис Э. В., Попов Р. В. Показатели качества и недостатки целостепенного метода кинематического расчета коробок передач, /надежность и эффективность станочных и инструментальных систем. Сб. науч. тр./ ДГТУ. Ростов-на-Дону, 1997. с56−59.
  24. .Г., Курис Э. В., Попов Р. В. Пути повышения точности установки режимов обработки при настройке с помощью коробок передач. /Проектирование технологических машин. вып.З. Сб. науч. тр./ Москва. МГТУ «СТАНКИН», 1996. С.22−24.
  25. .Г., Курис Э. В., Щеглов М. В. Новые методы кинематического расчета коробок передач к металлорежущим станкам. Современные материалы, технологии, оборудование и инструмент в машиностроении: Материалы Междунар. конф. 26−27 окт. Киев, 2000.
  26. .Г., Попов Р. В. Определение с гарантированной точностью чисел зубьев в коробках передач. Метод. указ./РИСХМ Ростов-на-Дону 1988.75С.
  27. .Г., Рудиков Д. А. Двухсвязанная 18 ступенчатая структура с нормальными некорригированными шестернями. Инженерия поверхности и реновация изделий: Материалы 4-й Междунар. науч. — техн. конф., г. Ялта, 25−27 мая — Киев, 2004
  28. .Г., Рудиков Д. А. Нормальная 36-ступенчатая структура из множительных групп с минимальной погрешностью. Инженерия поверхности и реновация изделий: Материалы 3-й междунар. науч.-техн. конф., г. Ялта, 27−29 мая Киев, 2003.
  29. .Г., Рудиков Д. А. Нормирование точности привода металлорежущих станков. Используемые понятия и зависимости. Качество, стандартизация, контроль: теория и практика: Материалы 3-й Междунар. на-уч.-практ. конф., г. Ялта, 23−26 сент. Киев, 2003.
  30. .Г., Рудиков Д. А. Синтез структур с двухсвязанными множительными группами. Инженерия поверхности и реновация изделий: Материалы 4-й Междунар. науч. техн. конф., г. Ялта, 25−27 мая — Киев, 2004.
  31. .Г., Рудиков Д. А. Целесообразность и возможности создания 36-ступенчатых множительных структур. Инженерия поверхности и реновация изделий: Материалы 3-й междунар. науч.-техн. конф., г. Ялта, 2729 мая-Киев, 2003.
  32. .Г., Рудиков Д. А., Рыжкин А. А. Элементы постоянной составляющей погрешности в множительной структуре. Качество, стандартизация, контроль: теория и практика: Материалы Н-й междунар. науч.-практ. конф., 23−27 сент., г. Ялта. г. Киев, 2002.
  33. .Г., Щеглов М. В. Погрешность постоянной части множительной структуры. Современные материалы, технологии, оборудование и инструмент в машино- и приборостроении. Материалы Междунар. конф., 2122 авг. Киев, 2001.
  34. Измерение в промышленности. Справ, изд./Под ред. П. Профоса- Пер. с нем./М.: Металлургия 1980−648С.
  35. М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. В 2-х ч. Ч. 2. Машины переменного тока. Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. Изд. 3-е, перераб. JI., «Энергия», 1973.
  36. А.И. Конструирование и расчет металлорежущих станков и станочных комплексов. Минск: Вышейш. шк, 1991.
  37. Э.В. Обзор методов кинематического расчета коробок передач //Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем. Сб. науч. тр. /ДГТУ, Ростов н/Д, 1997.
  38. Э.В., Заверняев Б. Г., Попов Р. В. Экспериментальное исследование точности серийных приводов главного движения.//Сб. научи, тр. «Надежность и эффективность станочных и инструментальных систем». Изд-во ДГТУ, 1997 С. 59−62.
  39. И.М. Металлорежущие станки. Основы конструирования и расчета. М.: Машиностроение, 1964.
  40. А.В. Основы расчета точности кинематических цепей металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1966.
  41. Г. А. Методика экспериментального определения потерь мощности на трение в приводах металлорежущих станков. М.: ЭНИМС 1952−60С.
  42. Г. А. Расчет потерь на трение в приводах главного вращательного движения металлорежущих станков. М.: ЭНИМС 1956−72С.
  43. А.Г. Устройство, основы конструирования и расчет металлообрабатывающих станков и автоматических линий. М.: Мшиностроение, 1986.
  44. Машиностроение. Энциклопедия в 40 томах. Том 1V-7. Металлорежущие станки и деревообрабатывающие оборудование. М.: Машиностроение. 1999 г.
  45. Металлорежущие станки. /Колев Н.С., Красниченко А. В., Никулин Н. С. и др./ М.: Машиностроение, 1980. 500С.
  46. Металлорежущие станки. /Под ред. Пуша В.Э./ М.: Машиностроение 1986. 575С.
  47. Металлорежущие станки. /Тепинкичиев В.К., Красниченко А. В., Тихонов А. А., Колев Н. С. М.: Машиностроение, 1972.
  48. Металлорежущие станки 1992−1993гг. 4.1. Универсальные станки. Номенкл. кат./ ЭНИМС М.:ВНИИТЭМР. 1992. — 152С.
  49. А.В. Фотоэлектрические системы. М.: Энергия. 1 976 360С.
  50. ОСТ 2 Н 11−1-72. Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел. (Ограничение ГОСТ 8032–56*).
  51. В.Д. Электроприводы для металлорежущих станков и промышленных роботов зарубежных фирм. М.: ВНИИТЭРМ, 1991. 135С.
  52. М.И., Шишков В. А. Таблицы для подбора зубчатых колеС. М.: Машиностроение, 1973.
  53. P.M., Литвак А. С. Автоматизированный расчет энергетических потерь в приводах главного движения металлорежущих станков. СТИН№ 5 1986г.С.21−23.
  54. Преобразователь угловых перемещений BE-178А, фотоэлектрический. /Техническое описание и инструкция по эксплуатации BE 178А.00.01.ТОВЕ.
  55. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Т1. /Проников А.С., Аверьянов О. И. и др. М.: Машиностроение, 1994. 444С.
  56. А.С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. М.: Высшая школа., 1962.
  57. С.В., Чесов Ю. С. Параметрическая оптимизация качества станочного оборудования. СТИН, 2002, № 6. С. 19−23.
  58. Пуш В. Э. Металлорежущие станки. М: Машиностроение. 1986 г.
  59. А.А., Заверняев Б. Г., Курис Э. В., Попов Р. В. Пакет программ и базы данных для кинематического расчета коробок передач // «Кон-структорско-технологическая информатика" — Тр. Междунар. конгресса. Москва, 1996. С. 119−120.
  60. М.В. Таблицы для подбора шестерен: Справочник М.: Машиностроение, 1982.
  61. Ю.И., Макейчик Н. Н. Расчет и конструирование коробок скоростей и подач. Минск: Вышейшая школа, 1976.
  62. Словарь иностранных слов. М.: Русский язык, 1989−620С.
  63. Советский энциклопедический словарь. М.: «Советская энциклопедия» 1983.
  64. Справочник технолога-машиностроителя т1. /Под ред. Косиловой А. Г., Мещерякова Р. К. М.: Машиностроение, 1985. 495С.
  65. Г. А. Проектирование металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1980.
  66. А.А. Кинематическая структура металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1970.
  67. П.К. Определение чисел зубьев колес групповых передач с помощью программируемых калькуляторов /Станки и инструмент, № 12, 1988.
  68. Экономическое обоснование области применения металлорежущих станков с программным управлением /Кубланов В.Л., Маковецкая И. А. и др. М.: Машиностроение, 1987, 152С.
  69. В.В. Стратегия определения выходных параметров металлорежущих станков. Машиностроитель, 2002. № 12. С.16−20.
  70. Bennedik К. Ueber Theorie und Bestimmung der Zahnezahlen in Getrie-ben mit geometrisch abgestuften Drehzahlen, Zcitschrift des Vereines deutscher Ingeniere 1930. T.74 c. 1057−1060.
  71. Germar R. Die Getriebe fur Normdrehzahlen. Werkstattstechnik (und Werksleiter) 1932. c.12−14.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!