Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Декабря 2011 в 15:28, курсовая работа
Создание современных, точных и высокопроизводительных металлорежущих станков обуславливает повышенные требования к их основным узлам. В частности, к приводам главного движения и подач предъявляются требования: по увеличению жёсткости, повышению точности вращения валов, шпиндельных узлов. Станки должны обеспечивать возможность высокопроизводительного изготовления без ручной последующей доводки деталей, удовлетворяющих современным непрерывно возрастающим требованиям к точности.
Введение 6
1 Разработка кинематической схемы и кинематический расчет коробки скоростей 7
1.1 Выбор приводного электродвигателя 7
1.2 Определение общего диапазона регулирования привода 7
1.3 Определение общего числа ступеней скорости 7
1.4 Выбор конструктивных вариантов привода 7
1.5 Определение числа возможных кинематических вариантов 8
1.6 Определение максимальных передаточных отношений по группам передач 8
1.7 Построение структурных сеток 9
1.8 Построение графиков частот вращения 9
1.9 Определение передаточных отношений в группах передач 10
1.10 Определение чисел зубьев передач 10
1.11 Определение крутящих моментов на валах коробки скоростей 10
2 Расчет прямозубой эвольвентной передачи 11
2.1 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на контактную выносливость зубьев 11
2.2 Определение модуля зубчатой передачи расчетом на выносливость зубьев при изгибе 11
2.3 Определение стандартного модуля зубчатой передачи 11
2.4 Определение межосевого расстояния зубчатой передачи 12
3 Построение свертки коробки скоростей 13
3.1 Разработка компоновочной схемы коробки скоростей 13
3.2 Вычерчивание свертки коробки скоростей 13
3.3 Определение усилий действующих в зубчатых зацеплениях 13
4 Расчет и подбор подшипников 14
4.1 Определение реакций в опорах валов 14
4.2 Выбор подшипников по статической грузоподъемности 14
4.3 Выбор подшипников по динамической грузоподъемности 14
4.4 Выбор подшипников по диаметру вала 15
5 Расчет сечения сплошного вала 16
5.1 Определение диаметра средних участков вала 16
5.2 Расчет валов на усталостную прочность 16
5.3 Расчет на прочность шпонок и шлицевых соединений 17
Список использованных источников 19
Приложение А 20
Приложение Б 22
Приложение В 24
Приложение Г 27
Приложение Д 29
Приложение Е 31
Приложение Ж 34
Приложение И 37
Приложение К 39
Расчетный модуль по изгибным напряжениям.... 2.523 ММ
Стандартный модуль по ГОСТ 9563-60.......... 2.500 ММ
Межосевое расстояние .......................123.750 ММ
Ширина шестерни ............................ 16.500 ММ
Окружная скорость
зубьев передачи........... 2.0 М/С
3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Крутящий момент на шестерне 114,98
Частота вращения шестерни (об/мин) 234,33
Допускаемое контактное напряжение (МПа) 600
Допускаемое изгибное напряжение (МПа) 195
Отношение ширины венца к начальному диаметру 0,4
Число зубьев шестерни
Число зубьев колеса
Степень точности
передачи
Код расположения
передачи
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Расчетный модуль по контактным напряжениям.. 4.154 ММ
Расчетный модуль по изгибным напряжениям.... 3.972 ММ
Стандартный модуль по ГОСТ 9563-60.......... 4.000 ММ
Межосевое расстояние .......................178.000 ММ
Ширина шестерни ............................ 28.800 ММ
Окружная скорость зубьев передачи........... 0.9 М/С
(обязательное)
Кинематическая схема коробки скоростей
(обязательное)
Свертка
коробки скоростей
(обязательное)
Расчет реакций, грузоподъемности подшипников и валов
РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ вал 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расстояние от левой опоры до силы Р = 180 мм
Расстояние от левой опоры до силы Q = 50 мм
Расстояние между опорами =220 мм
Сила Р действующая на вал = 3870 H
Сила Q действующая на вал = 137 H
Угол
между плоскостями действия
Частота вращения вала = 468 Об/мин
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Реакции в опорах
R = 754,50 H
S = 3179,65 H
Статическая грузоподъемность подшипников
С01 = 754,50 H
С02 = 3179,65 H
Динамическая грузоподъемность подшипников
С1 = 5927,73 H
С2 = 24980,76 H
Изгибающие моменты на валу(X от левого конца)
X1 = 180,00 H
M1 = 135,81 H*м
X2 = 50,00 H
M2 = 540,54 H*м
РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ вал 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расстояние от левой опоры до силы Р = 450 мм
Расстояние от левой опоры до силы Q = 180 мм
Расстояние между опорами =580 мм
Сила Р действующая на вал = 3399 H
Сила Q действующая на вал = 3870 H
Угол
между плоскостями действия
Частота вращения вала = 234 Об/мин
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Реакции в опорах
R = 3212,14 H
S = 3531,15 H
Статическая грузоподъемность подшипников
С01 = 3212,14 H
С02 = 3531,15 H
Динамическая грузоподъемность подшипников
С1 = 20027,57 H
С2 = 22016,55 H
Изгибающие моменты на валу(X от левого конца)
X1 = 450,00 H
M1 = 1445,47 H*м
X2 = 180,00 H
M2 = 1412,46 H*м
РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ вал 3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расстояние от левой опоры до силы Р = 0,01 мм
Расстояние от левой опоры до силы Q = 230 мм
Расстояние между опорами =400 мм
Сила Р действующая на вал = 0,01 H
Сила Q действующая на вал = 3399 H
Угол
между плоскостями действия
Частота вращения вала = 59,4 Об/мин
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Реакции в опорах
R = 1444,58 H
S = 1954,43 H
Статическая грузоподъемность подшипников
С01 = 1444,58 H
С02 = 1954,43 H
Динамическая грузоподъемность подшипников
С1 = 5701,65 H
С2 = 7713,94 H
Изгибающие моменты на валу(X от левого конца)
X1 = 0,01 H
M1 = 0,01 H*м
X2 = 230,00 H
M2 = 332,25 H*м
(обязательное)
Расчет сечения сплошного вала на статическую прочность и выносливость
ВАЛ 1
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Изгибающий момент в сечении, НМ 540,54
Крутящий момент
в сечении, НМ
Предел прочности материала вала, МПА 1470
Максимальный
диаметр сечения вала,ММ
Минимальный диаметр
сечения вала,ММ
Ширина шлица
или шпонки, ММ
Высота шпонки,ММ
Радиус галтели, выточки или признак, ММ 1
Код марки стали
Признак концентратора
напряжений
Число шлицев или
шпонок в сечении вала
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Шпонка(торцевая фреза) X=4, R=1, B= 8.00 MM, T= 7.00 MM, Z= 1
Запас статической прочности при изгибе 8.49
Запас статической прочности при кручении 23.88
Суммарный запас статической прочности 8.00
Запас усталостной прочности при изгибе 1.41
Запас усталостной прочности при кручении 7.07
Суммарный запас
усталостной прочности
1.38
ВАЛ 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Изгибающий момент в сечении, НМ 1445,47
Крутящий момент
в сечении, НМ
Предел прочности материала вала, МПА 1470
Максимальный
диаметр сечения вала,ММ
Минимальный диаметр
сечения вала,ММ
Ширина шлица
или шпонки, ММ
Высота шпонки,ММ
Радиус галтели, выточки или признак, ММ 1
Код марки стали
Признак концентратора
напряжений
Число шлицев или
шпонок в сечении вала
Шлицы прямобочные X=3, B= 6.00 MM, Z= 6
Запас статической прочности при изгибе 3.07
Запас статической прочности при кручении 6.53
Суммарный запас статической прочности 2.94
Запас усталостной прочности при изгибе 1.41
Запас усталостной прочности при кручении 2.73
Суммарный запас
усталостной прочности 1.40
ВАЛ 3
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Изгибающий момент в сечении, НМ 332,25
Крутящий момент
в сечении, НМ
Предел прочности материала вала, МПА 1470
Максимальный диаметр сечения вала,ММ 55
Минимальный диаметр
сечения вала,ММ
Ширина шлица
или шпонки, ММ
Высота шпонки,ММ
Радиус галтели, выточки или признак, ММ 1
Код марки стали
Признак концентратора
напряжений
Число шлицев или
шпонок в сечении вала
Шпонка(торцевая фреза) X=4, R=1, B= 16.00 MM, T= 10.00 MM, Z= 1
Запас статической прочности при изгибе 25.81
Запас статической прочности при кручении 8.75
Суммарный запас статической прочности 8.29
Запас усталостной прочности при изгибе 4.17
Запас усталостной прочности при кручении 2.53
Суммарный запас усталостной прочности 2.16
(обязательное)
Расчет потерь на трение и теплового баланса опор шпиндельного узла
Исходные данные
Тип подшипника................
Внутренний диаметр подшипника......45 мм
Наружный диаметр подшипника........75 мм
Статическая грузоподъемность.......26000 H
Частота вращения подшипника........59,4 об/мин
Радиальная
нагрузка................1444,
Осевая нагрузка..............
Кинематическая вязкость смазки.....25 сСт
Результаты расчета потерь на трение
Момент трения холостого хода.......5,036 Hмм
Момент трения от нагрузки..........13,025 Hмм
Суммарный
момент трения............15,
Мощность трения....................5,