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, 990025( 0, 9604 = 0, 95082

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]2,7мм mH = 2,55мм mF = 2,7мм
ГОСТ: 2,0; 2,25; 2,5; 2,75; 3,0; 3,5… по ГОСТ выбираем 2,75мм

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