№
|
|
,
мм
|
|
|
,
мм
|
,
мм
|
,
мм
|
,
мм
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
1
|
|
1,5
|
18
|
30
|
27
|
30
|
23,25
|
41,25
|
2
|
|
|
37
|
30
|
55,5
|
58,5
|
51,75
|
|
3
|
|
|
21
|
30
|
31,5
|
34,5
|
27,75
|
|
4
|
|
|
34
|
30
|
51
|
54
|
47,25
|
|
5
|
|
|
18
|
30
|
27
|
30
|
23,25
|
|
6
|
|
|
37
|
30
|
55,5
|
58,5
|
51,75
|
|
7
|
|
|
26
|
30
|
39
|
42
|
35,25
|
|
8
|
|
|
29
|
30
|
43,5
|
46,5
|
39,75
|
|
9
|
|
|
19
|
30
|
28,5
|
31,5
|
24,75
|
|
10
|
|
|
36
|
30
|
54
|
57
|
50,25
|
|
11
|
|
1,5
|
32
|
30
|
48
|
51
|
44,25
|
|
12
|
|
|
23
|
30
|
34,5
|
37,5
|
30,75
|
|
13
|
|
|
19
|
30
|
28,5
|
31,5
|
39,75
|
43,5
|
14
|
|
|
39
|
30
|
58,5
|
61,5
|
54,75
|
|
15
|
|
|
37
|
30
|
55,5
|
58,5
|
51,75
|
41,25
|
16
|
|
|
18
|
30
|
27
|
30
|
23,25
|
|
17
|
|
1,5
|
38
|
30
|
57
|
60
|
53,25
|
43,5
|
18
|
|
|
20
|
30
|
30
|
33
|
26,25
|
|
19
|
|
|
38
|
30
|
57
|
60
|
53,25
|
|
20
|
|
|
20
|
30
|
30
|
33
|
26,25
|
|
21
|
1
|
|
29
|
30
|
43,5
|
46,5
|
39,75
|
|
22
|
|
|
29
|
30
|
43,5
|
46,5
|
39,75
|
|
5. РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ НАРІЗНИЙ ПЕРЕДАЧІ з гайкою КОВЗАННЯ
5.1 Розрахунок на зносостійкість за середнім питомому тиску
Розрахунок на зносостійкість за середнім питомому тиску проводиться за формулою [7, с.102]
;
де: Q - найбільша тягова сила;
s - крок гвинтової лінії різьби;
t 2 - робоча висота витка;
L - довжина гайки;
z - число заходів різьби;
d ср - середній діаметр різьби.
Позначаючи співвідношення , Отримаємо
звідки
;
Для стандартних різні за змістом резьб:
;
тоді:
;
;
[Ρ] = 12 * 10 6 н / м 2;
мм.
Приймаються d ср = 27мм, d max = 30мм, d min = 23мм.
5.2 Розрахунок ходових гвинтів на міцність
Ходовий гвинт працює одночасно на розтяг (або стиснення) і кручення і розраховується на міцність згідно з наведеним напрузі [7, с.102].
;
де: - Площа поперечного перерізу стержня гвинта;
мм 2;
M до - крутний момент передається гвинтом;
- Момент опору перерізу при крученні.
Після підстановки одержимо:
;
;
де - К.к.д. гвинтової пари:
;
де - Кут тертя в різьбі;
β - кут підйому середньої гвинтової лінії різьби:
;
;
Нм;
МПа.
Розрахунок 5.3 ходового гвинта на жорсткість
У результаті стиснення або розтягування ходового гвинта тягової сили Q крок різьби гвинта змінюється на:
;
де E - модуль поздовжньої пружності матеріалу;
Зміна кроку різьби, викликане закручуванням ходового гвинта моментом М до становить:
;
Кут закручування ходового гвинта на довжині одного витка
;
тому
;
де G - модуль зсуву матеріалу;
МПа;
J p - полярний момент інерції перерізу гвинта.
мм 2;
;
.
5.4 Розрахунок ходового гвинта на стійкість
Критична тягова сила визначається за формулою [7, с.104]:
;
де E - модуль поздовжньої пружності матеріалу;
J min - найменший момент інерції поперечного перерізу;
мм 4;
vl - приведена довжина, v = 1 / 2, l = 33.
Н;
Розрахункова формула запасу стійкості:
.
6. ВИБІР І РОЗРАХУНОК шпонкових з'єднань
6.1 Вибір шпонкових і шліцьових з'єднань
Перший вал
-
Шпонкові з'єднання (рисунок 4), з'єднання муфти з валом.
Шпонка ГОСТ 23360-78
-
Шпонкових з'єднань, з'єднання муфти з валом.
Шпонка ГОСТ 23360-78
Другий вал
-
Шпонкових з'єднань, з'єднання зубчастого колеса з валів.
Шпонка ГОСТ 23360-78
Третій вал
1) шпонкових з'єднань, з'єднання зубчастого колеса з валів.
Шпонка ГОСТ 23360-78
Четвертий вал
1) шпонкових з'єднань, з'єднання зубчастого колеса з валів.
Шпонка ГОСТ 23360-78
П'ятий вал
1) шпонкових з'єднань, з'єднання зубчастого колеса з валів.
Шпонка ГОСТ 23360-78
Малюнок 4 - шпонкових з'єднань
6.2 Розрахунок шпоночно з'єднання
Обрана шпонка перевіряється на зминання, по формулі:
;
де - Обертальний момент, переданий шпонкою;
- Діаметр вала;
- Висота шпонки;
- Робоча довжина шпонки, ;
- Кількість шпонок;
- Допустиме напруження зминання, .
Приклад: Шпонка ГОСТ 23360-78
;
.
7. ВИБІР І РОЗРАХУНОК ПІДШИПНИКІВ
7.1 Вибір підшипників
Підшипники вибираємо, користуючись довідником [9].
Кульковий підшипник ГОСТ 8338 - 75.
205: .
7.2 Перевірочний розрахунок підшипників розрахункового валу
Основним розрахунковим параметром, який визначає працездатність підшипникової опори, є довговічність підшипника, яка визначається за формулою [8]:
де - Динамічна вантажопідйомність;
- Коефіцієнт форми тіла кочення, ;
- Частота обертання рухомого кільця;
- Приведена навантаження,
- Коефіцієнт кільця, ;
- Коефіцієнт безпеки, з таблиці 8.1 [8] ;
- Коефіцієнт температурного режиму, з таблиці 8.2 [8] ;
, - Коефіцієнт приведення ( , );
- Радіальна та осьова навантаження на підшипники:
, - С.м. пункт 6 .2;
Для перевірки правильності вибору підшипника, необхідно щоб виконувалася умова
Опора А:
Опора В:
Обраний підшипник задовольняє умові.
8. ВИБІР І РОЗРАХУНОК МУФТ
8.1 Вибір і розрахунок пружної муфти
Оскільки при запуску електродвигуна муфта відчуває короткочасні навантаження, то вхідний вал і вал електродвигуна з'єднуємо між собою пружною муфтою. Широке поширення отримали муфти з неметалевими пружними елементами (найбільш проста з них - муфта пружна втулочно-пальцева).
Муфту вибираємо: а) по крутний момент на I валу
б) за діаметрами валів електродвигуна і редуктора
Мінімальний і максимальний розточується діаметри отвору напівмуфти
Діаметр валу електродвигуна
Діаметр валу
Муфта пружна втулочно-пальцева 63 - 25 - 28 ГОСТ 21424 - 93 [10, табл. 1.6]
Розрахунок муфти полягає в перевірочному розрахунку пальців на вигин, а втулок на зминання:
де - Діаметр кола розташування центрів пальців, ;
- Діаметр пальців, ;
- Товщина распорной втулки, ;
- Довжина пружної втулки, ;
- Кількість пальців, ;
- Допустиме напруження при згині пальців, ;
- Допустиме напруження зминання втулки, ;
- Розрахунковий момент,
де - Крутний момент на I валу;
- Коефіцієнт, що враховує ступінь відповідальності механізму [10, табл. 1.2], ;
- Коефіцієнт, що враховує умови роботи [10, табл. 1.3], ;
- Коефіцієнт кутового зсуву [10, табл. 1.4], ;
- Найбільший крутний момент, .
8.2 Вибір і розрахунок електромагнітних муфт
При виборі, муфта повинна задовольняти п'яти умовам [3].
1. Номінальний передаваний момент муфти повинен бути більше максимального наведеного до неї статичного моменту навантаження : ,
де - Коефіцієнт запасу, .
2. Обертаючий момент муфти повинен бути більше максимального наведеного до муфти моменту рушання механізму , Тобто .
3. Муфта повинна забезпечувати задані для механізму тривалість розгону , Гальмування і реверсу .
,
,
,
де - Приведений момент інерції, ;
- Частоти обертання, ;
- Моменти обертання і опору руху, .
4. Залишковий передаваний момент повинен бути менше наведеного до валу муфти мінімального моменту опору механізму при русі на холостому ходу, тобто , Де .
5. Середня потужність втрат повинні бути менше потужності допустимих втрат для обраній муфти.
,
де - Втрати на тертя; - Втрати холостого ходу; - Відносна тривалість включення муфти,%; - Джоулеви втрати в обмотці муфти.
Втрати на тертя при розгоні
,
де - Число включень муфти впродовж години.
Втрати на тертя при гальмуванні
Втрати на тертя при реверсі
.
Втрати холостого ходу
,
де - Відносна частота обертання дисків при відключеній муфті.
9. Розробка системи управління
Для управління коробкою швидкостей верстата з ЧПУ застосовуються контактні електромагнітні муфти ЕМ ... 2 і безконтактні електромагнітні муфти ЕМ ... 4. Застосування таких муфт дозволяє здійснювати перемикання передач під час роботи верстата, як в холостому режимі роботи, так і під навантаженням [3].
Для живлення електромагнітних муфт зазвичай застосовуються селенові випрямлячі. На рисунку 5 показана система харчування групи електромагнітних муфт. Муфти включають і вимикають по допомогою керуючих контактів УК1, УК2 і т. д. При відключенні муфти зникаюче магнітне поле наводить в її котушці е.. д. с. Великий величини. Вона може викликати пробою ізоляції котушки. Щоб знизити е.. д. с. потрібно уповільнити зменшення магнітного поля. Це досягається застосуванням резисторів R1, R2. Е. р. с. самоіндукції спрямована в бік убутного струму; під її дією по замкнутому через резистор контуру буде деякий час протікати затухаючий струм, який сповільнить зміна магнітного потоку і зменшить величину е.. д. с. Часто застосовують вентилі В1, В2. Вони не пропускають струму через розрядні резистори R1, R2, коли муфти включені, і в цей час не буде втрат енергії в резисторах.
Рисунок 5 - Схема живлення електромагнітних муфт
10. ВИЗНАЧЕННЯ системи змащення
Мастильна система верстата служить для подачі мастильного матеріалу до всіх поверхонь, що труться.
Існує кілька схем підведення мастильного матеріалу до поверхонь, що труться.
Індивідуальна схема служить для підведення мастильного матеріалу до однієї мастильної точці, централізована до декількох точок. У нероздільної схемою нагнітальні пристрій приєднано до мастильної точці постійно, в роздільній воно підключається тільки на час подачі мастильного матеріалу. У проточній системі рідкий або пластичний матеріал використовується один раз. У циркуляційної системі рідкий матеріал подається повторно. У системах дросельного дозування обсяг мастильного матеріалу, що подається до мастильної точці, регулюється дроселем. У системах об'ємного дозування можуть регулюватися не тільки доза, але і частота подачі. У комбінованих системах можуть бути передбачені об'ємне і дросельне регулювання. Системи з рідким мастильним матеріалом в залежності від способу його подачі до поверхонь тертя можуть бути розбризкувальними, струменевими, крапельними, аерозольними [3].
Для мастила даного верстата приймаємо комбіновану мастильну систему, яка складається, з централізованої імпульсної системи. Мастильний матеріал подається до каналів розташованих в нутрії валів під тиском, при цьому відбувається змазування підшипників та охолодження електромагнітних муфт. Мастило зубчатих передач здійснюється аерозольним методом. Схема імпульсної системи наведена на малюнку 6 складається з: 1 - покажчик рівня мастильного матеріалу; 2 - приймальний фільтр, 3 - насос, 4 - фільтр напірної магістралі; 5 - манометр, 6 - мастильний дросельний блок з ротаметріческімі покажчиками; 7 - реле витрати мастильного матеріалу; 8 - точки змащування; 9 - покажчик потоку; 10 - точки змащування з форсункою; 11 - точки змащування; 12 - мастильний дросельний блок, 13 - зливний магнітосетчатий фільтр; 14 - запобіжний клапан; 15 - реле рівня; 16 - фільтр; 17 - резервуар.
Рисунок 6 - Схема імпульсної централізованої мастильної системи
ВИСНОВОК
У результаті проведеної роботи було зроблено розрахунок коробки подач горизонтально-фрезерного верстата, вибір і розрахунок параметрів окремих її елементів: електромагнітних муфт, що забезпечують автоматичне перемикання передач коробки; підшипників кочення, службовців опорами валів і зубчастих коліс; системи мастила і мастильного матеріалу, які забезпечують безперервний підвід мастильного матеріалу до всіх механізмів верстата. Були розроблені компонувальна схема і креслення коробки подач із зазначенням його основних елементів.
Виконано креслення загального виду горизонтально-фрезерного верстата моделі 6Р80, де вказані його основні елементи, а також схематично показані структурна сітка, графік частот обертання і кінематична схема проектованої коробки швидкостей.
Перелік посилань
-
Довідник технолога машинобудівника. У 2-х т. Т.2 / За ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Машинобудування, 1985. - 496 с.
-
Методичні вказівки до курсового проекту з курсу "Металорізальні верстати та промислові роботи" (для студентів спеціальності 0501) / Укл.: Ю.А. Сапронов, В.Г. Кочергін, Н.В. Вяльцев, А.Є. Горша. - Донецьк: ДПІ, 1987. - 48 с.
-
Кочергін А.І. Конструювання і розрахунок металорізальних верстатів та верстатних комплексів. Курсове проектування: Учеб. посібник для вузів. - Мін. Обчислюємо. шк., 1991. - 382 с.
-
Методичні вказівкі до виконання курсового проекту з деталей машин. "Вибір електродвігуна та визначення вихідних даніх для розрахунку приводу" (для студентів напрямку "Інженерна механіка"). / Автори: Оніщенко В.П., Ісадченко В.С., Недосекін В.Б ., - Донецьк: ДонНТУ, 2005. - 36 с.
-
Методичні вказівкі до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 2 "Проектування зубчастими черв'ячніх передач" (для студентів напрямку "Інженерна механіка"). / Автори: В. П. Блескун, С.Л. Сул І йманов .- Донецьк.: Д онНТУ, 2005. - 48 с.
-
Решетов Д.Н. Деталі машин: Підручник для студентів машинобудівних і механічних спеціальностей вузів. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Машинобудування, 1989. - 496 с.
-
Металорізальні верстати. У 2-х т. Т.2/Под редакцією М. С. Ачеркан друге перероблене видання - М.: Машинобудування, 1965. - 628 с.
-
Методичні вказівкі до виконання курсового проекту з деталей машин. Розділ 3. Проектування валів та їх опор на подшипниках кочення (для студентів напрямку "Інженерна механіка)/ Автори: О.В. Деркач, О.В. Лукічов, В.Б. Недосєкин, Проскуряков С.В. – Донецьк: ДонНТУ, 2005. - 106 с.
-
Подшипники качения: Справочник/ Под. ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. - М.: Машиностроение, 1984 - 280с.
-
Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин. Конструювання муфт і корпусів (для студентів напрямку "Інженерна механіка") / Сост. : В.С. Ісадченко, П.М. Матеко, В.О. Голдоб.н. – Донецьк: ДонНТУ, 2005. - 40 с.