Проект токарно-винторезного станка с разработкой привода вращательного движения и конструкции шпиндельного узла

Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Ноября 2011 в 06:59, курсовая работа

Описание работы

Конструирование металлорежущих станков по настоящее время остается, по-прежнему, во многом процессом творческим, где большую роль играют не точные расчеты на прочность, жесткость, экономичность, а дань традициям, существующим конструкторским решениям, опыт инженера-конструктора.
Тем не менее, часть процесса конструирования МРС уже достаточно отработана, например проектирование привода главного движения производится по стандартной готовой схеме, приводящейся во многих источниках.
Конструирование шпиндельного узла, напротив, является типичным примером интуитивного решения задачи. Оценить результат такой работы может лишь моделирование его специализированным ПО или проверка готового изделия.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………...5
1 Кинематические расчеты…………………………………………………………….6
1.1 Построение кинематической схемы и структурной сетки привода………….6
1.2 Построение графика частот вращения исполнительного звена………………7
1.3 Определение числа зубьев колес……………………………………………….9
1.4 Определение действительного значения частот вращения исполнительного звена…………………………………………………………………………………11
2 Силовые расчеты……………………………………………………………………13
2.1 Определение расчетной частоты вращения шпинделя………………………13
2.2 Определение величин крутящих моментов и мощностей на валах привода.13
2.3 Предварительное определение диаметров валов привода…………………..15
2.4 Расчет цилиндрических зубчатых колес……………………………………...16
3 Проектирование развертки сборочной единицы и конструкции шпиндельного узла……………………………………………………………………………………18
3.1 Шпиндельные узлы металлорежущих станков………………………………18
3.2 Методика проектирования шпиндельных узлов……………………………..19
4 Моделирование привода главного движения станка……………………………..21
4.1 Построение расчетной схемы привода………………………………………..21
4.2 Параметризация расчетной схемы привода…………………………………..21
4.3 Упрощение топологической схемы привода…………………………………30
4.4 Моделирование динамики привода в пакете DYNAR…………………….....32
4.5 Определение собственных зубцовых частот зубчатых передач……...…………36
5 Моделирование динамики шпинделя……………………………………………...38
5.1 Построение расчетной схемы динамики шпинделя………………………….38
5.2 Определение параметров опор шпинделя………………………………….....39
5.3 Определение точек приложения нагрузок и их расчет………………………40
5.4 Моделирование динамики шпинделя в пакете SPINCH……………………..41
5.5 Результаты моделирования прогиба шпинделя………………………………42
5.6 Результаты моделирования динамики шпинделя………………………….....43
Заключение…………………………………………………………………………….45
Список литературы……………………………………………………………………46
Приложение А

Скачать полностью (701.88 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа содержит 1 файл

Борисенко ПЗ-Волицкий курсовая.docx

— 778.85 Кб (Скачать)
 

       Продолжение таблицы 4.1

Элементы Обоз. № цилин. L, м D, м d, м J, кг·м2
 
Блок зуб. 2		  
Jбл.2		 3 0,011 0,084 0,025  
0,654×10-3
4 0,018 0,034 0,025
5 0,0096 0,068 0,025
6 0,007 0,034 0,025
7 0,0045 0,0405 0,025
Третий  вал
Сумма JвΣ3   0,0024
Шестерня 4 Jш4 1 0,0095 0,100 0,030 0,7427×10-3
2 0,012 0,042 0,030
Участок вала 2 Jв3’’ 1 0,043 0,030 0 0,0267×10-3
Участок вала 3 Jв3’’’ 1 0,0215 0,030 0 0,0133×10-3
Шестерня 5 Jш5 1 0,012 0,042 0,030 0,1708×10-3
2 0,0095 0,068 0,030
Участок вала 4 Jв3’’’’ 1 0,063 0,030 0 0,0429×10-3
2 0,011 0,026 0
Шестерня 6 Jш6 1 0,0095 0,084 0,030 0,381×10-3
2 0,014 0,042 0,030
Участок вала 1 Jв3’ 1 0,063 0,030 0 0,381×10-3
2 0,011 0,026 0
Шестерня 3 Jш3 1 0,015 0,093 0,030 0,381×10-3
2 0,020 0,050 0,030
Четвертый вал
Сумма JвΣ4   0,0078
Шестерня 7 Jш7 1 0,015 0,093 0,070 0,7212×10-3
2 0,010 0,0805 0,070
    1 0,0305 0,056 0,025  

      Продолжение таблицы 4.1

Элементы Обоз. № цилин. L, м D, м d, м J, кг·м2
 
Участок вала 1		  
Jв4’		 2 0,009 0,074 0,060  
0,0021
3 0,0095 0,069 0,060
4 0,076 0,060 0,025
5 0,054 0,070 0,025
Шпиндель Jшпин 1 0,1415 0,070 0,025 0,0049
2 0,032 0,073 0,0295
3 0,0135 0,078 0,032
4 0,011 0,105 0,035
5 0,009 0,084 0,070
6 0,015 0,078 0,070
 
     

     

     Крутильные  податливости участков валов рассчитываются по формуле:

 (4.3)

     где G - модуль упругости второго рода, G=8*1010 Па;

         D - наружный диаметр вала, м;

         lэк - эквивалентная длина вала, м;

         Кс – коэффициент, зависящий от формы вала.

      Эквивалентная длина вала определяется по формуле:

(4.4)

      где l0 - расстояние между ступицами, м; 
                l1, l2 - ширина ступиц, м.

      Коэффициент Kc для гладкого сплошного вала равен 1. Для полого вала Kc рассчитывают по формуле:

 (4.5)

      Расчетные значения крутильных податливостей  участков валов, а так же их геометрические размеры приведены в таблице 4.2.

      Таблица 4.2 – Расчет крутильных податливостей участков валов

№

вала

 Элемент l0, м l1, м l2, м Диаметр

D, м

 Диаметр d, м Податливость

ei, рад/Н·м

1 ев1’ 0,057 0,0035 0,007 0,020 0 0,0481×10-3
2 ев2’ 0 0,022 0,023 0,025 0 0,0049×10-3
ев2’’ 0,027 0,023 0,0695 0,025 0 0,0189×10-3
3 ев3’ 0,021 0,035 0,0215 0,030 0 0,0063×10-3
ев3’’ 0 0,0215 0,0215 0,030 0 0,0023×10-3
ев3’’’ 0,022 0,0215 0,0245 0,030 0 0,0059×10-3
4 ев4’ 0,1415 0,025 0,032 0,070 0,025 0,8652×10-6
 

      Крутильная  податливость шлицевых и шпоночных  соединений определяется по формуле:

(4.6)

      где d - диаметр сопряжения (для шлицевого соединения d=dcp), м; 
                 l - длина сопряжения, м; 
                h - активная высота шпонки или шлица, м; 
                z - число шпонок или шлицев; 
                призматической шпонки 6,4·10-12рад/(Н·м), для сегментной шпонки 13,6·10-12рад/(Н·м).

      Расчетные значения крутильной податливости шлицевых и шпоночных соединений, а так же их геометрические размеры приведены в таблице 4.3. 

      Таблица 4.3 – Расчет податливости шлицевых и шпоночных соединений

№ вала Обозн. Кш×10-12,Нм l, м h, м d, м z ei, рад/Нм
Двиг. ешп1 6,4 0,016 0,003 0,030 1 0,1481×10-3
1 еболт 6,4 0,003 0,0025 0,020 12 0,1778×10-3
ешл1 4,0 0,008 0,004 0,020 4 0,0781×10-3
ешл2 4,0 0,030 0,004 0,025 6 0,0089×10-3

      Продолжение таблицы 4.3

№ вала Обозн. Кш×10-12,Нм l, м h, м d, м z ei, рад/Нм
2 ешл3 4,0 0,022 0,004 0,025 6 0,0121×10-3
ешл4 4,0 0,023 0,004 0,025 6 0,0116×10-3
ешл5 4,0 0,0695 0,004 0,025 6 0,0038×10-3
3 ешл6 4,0 0,035 0,004 0,030 6 0,0053×10-3
ешл7 4,0 0,0215 0,004 0,030 6 0,0086×10-3
ешл8 4,0 0,0215 0,004 0,030 6 0,0086×10-3
ешл9 4,0 0,0245 0,004 0,030 6 0,0076×10-3
4 ешп2 6,4 0,023 0,004 0,070 1 0,0142×10-3

Информация о работе Проект токарно-винторезного станка с разработкой привода вращательного движения и конструкции шпиндельного узла