- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •1 Кинематический расчёт главного привода
- •1.25 Расчет передаточных отношений и передаточныхчисел передач
- •1.26 Подбор чисел зубьев зубчатых колес привода
- •2 Кинематическая схема главного привода с бесступенчатым регулированием
- •2.2 Описание кинематической схемы сверлильно-фрезерно расточного станка
- •2.2 Уравнение кинематического баланса главного привода
- •3 Патентно-информационный поиск конструкций шпиндельных узлов
- •3.1 Информационный поиск конструкций шпинельных узлов
- •3.2 Патентный поиск. Краткое описание новизны
- •3.2.3 Шпиндельный узел металлорежущего станка
- •5.1.4 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z1-z2навыносливость зубьев при изгибе
- •5.1.5 Определение модуля прямозубой постоянной передачи z1-z2
- •5.1.6 Расчёт геометрических параметров прямозубой постоянной передачи
- •5.2 Проектныйрасчет цилиндрических прямозубых передачигрупповой передачи
- •8.2.1 Исходные данные
- •5.2.2 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки
- •5.2.3 Проектный расчёт прямозубой передачи z3-z4групповой передачина контактную выносливость зубьев
- •5.2.4 Проектный расчёт прямозубой передачи z3-z4групповой передачи на выносливость зубьев при изгибе
- •5.2.5 Определение модуля прямозубой передачи z3-z4групповой передачи
- •5.2.6 Расчёт геометрических параметров прямозубой передачи z3-z4иz5-z6групповой передачи
- •5.3 Проектный расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачи
- •5.3.1 Исходные данные
- •5.3.2 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки
- •5.3.3 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z11-z12на контактную выносливость зубьев
- •5.3.4 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z11-z12на выносливость зубьев при изгибе
- •5.3.5 Определение модуля прямозубой постоянной передачи z7-z8
- •5.3.6 Расчёт геометрических параметров прямозубой постоянной передачи
- •6 Проектный расчёт валов и шпинделя
- •6.1 Проектный расчёт диаметров первого вала
- •9 Расчетная схема и расчет действующих нагрузок на шпиндель
- •9.1 Составление расчетной схемы нагрузок на шпиндель
- •9.2 Определение сил, действующих в зацеплении зубчатых колес привода
- •9.3 Определение составляющих сил резания
- •10 Расчет шпинделя на жесткость
- •10.1 Составление расчетной схемы шпинделя на жесткость
- •10.2 Определение упругого перемещения переднего конца шпинделя
- •10.3 Определение угла поворота оси шпинделя в передней опоре
- •11 Регулирование натяга в подшипниках шпиндельных опор
- •12 Смазывание подшипников шпиндельных опор
- •13 Механизм зажима и разжима режущих инструментов
- •13.1 Принцип работы механизма зажима режущих инструментов
- •13.2 Принцип работы механизма разжима инструмента
- •14 Обоснование технических требований
- •14.1. Требования, определяющие качество и точность изготовления
- •14.2 Требования к точности монтажа изделия
- •14.3 Требования к настройке и регулированию изделия
- •14.4 Прочие технические требования к качеству изделия
- •14.5 Условия и методы испытаний
- •14.6 Требования по смазыванию изделия
- •14.7 Требования по эксплуатации изделия
- •15 Требования охраны труда к конструкции проектируемого объекта и при его эксплуатации
- •15.1 Общие требования безопасности
- •15.2 Требования охраны труда к конструкции приводов станка
- •15.3 Требования охраны труда к конструкции станка
- •15.4 Требования охраны труда к органам управления станка
- •15.5 Прочие требования охраны труда и техники безопасности
- •Литература
3.2.3 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 6843623
Целью изобретения является улучшение задней опоры шпиндельного узла и крепления механизма зажима инструмента. Новизна данного патента заключается в том что улучшена система смазки шарикоподшипников типа дуплекс О-образный. Также добавлена система смазки штока механизма зажима для плавного хода штока.
3.2.4 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 7331742
Целью изобретения является улучшение механизма зажима шпиндельного узла за счет увеличенной пружины, которая идет вдоль всего гайкой для регулировки зажима. так же зажимная цанга имеет губки для надежного ухвата инструмента. Комплект тарельчатых пружин установлен возле цангового зажима.
3.2.5 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 5070592
Целью изобретения является автоматизация зажима инструмента благодаря размещению шарикового зажима внутри шпинделя с автоматическим зажимом и разжимом инструмента. Новизна данной конструкции заключается в том что вместо зажимной цанги используются шариковые зажимы. Движение шариков обеспечивается внутренней геометрией зажимного инструмента. зажим и разжим инструмента может осуществляется в ручную.
3.2.1 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 6079919
3.2.2 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 5782586
3.2.3 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 6843623
3.2.4 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 6843623
3.2.5 Шпиндельный узел металлорежущего станка
Регистрационный номер заявки: 6843623
4 РАСЧЕТ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ
4.1 Расчёт крутящего момента на валу электродвигателя
Крутящий момент на валу электродвигателя рассчитывается по формуле
где- крутящий момент на валу электродвигателя, Нм;
- мощность электродвигателя, кВт,;
- номинальная частота вращения электродвигателя,.
4.2 Расчёт крутящего момента на валах привода
Крутящий момент на валах привода рассчитывается по формуле
где- мощность электродвигателя, кВт,;
- КПД участка привода от электродвигателя до соответствующего вала;
- расчётная частота вращения соответствующего вала, принимается по графику частот, мин-1.
4.3 Расчёт крутящего момента на первом валу привода
Крутящий момент на первом валу привода рассчитывается по формуле
где- мощность электродвигателя, кВт,;
- КПД участка привода от электродвигателя до первого вала;
- расчётная частота вращения первого вала, принимается по графику частот,
КПД участка привода до первого вала рассчитывается по формуле
где - КПД муфты,
- КПД подшипников,
4.4 Расчёт крутящего момента на втором валу привода
Крутящий момент на втором валу привода рассчитывается по формуле
где- мощность электродвигателя, кВт,;
- КПД участка привода от электродвигателя до второго вала;
- расчётная частота вращения второго вала, принимается по графику частот,
КПД участка привода до второго вала рассчитывается по формуле
где - КПД участка привода до первого вала,
- КПД зубчатой передачи,
- КПД подшипников,
4.5 Расчёт крутящего момента на третьем валу привода
Крутящий момент на третьем валу привода рассчитывается по формуле
где- мощность электродвигателя, кВт,;
- КПД участка привода от электродвигателя до третьего вала;
- расчётная частота вращения третьего вала, принимается по графику частот,.
КПД участка привода до третьего вала рассчитывается по формуле
где - КПД участка привода до второго вала,
- КПД зубчатой передачи,
- КПД подшипников,
4.6 Расчёт крутящего момента на четвёртом валу привода
Крутящий момент на четвёртом валу привода рассчитывается по формуле
где- мощность электродвигателя, кВт,;
- КПД участка привода от электродвигателя до четвёртого вала;
- расчётная частота вращения четвёртого вала, принимается по графику частот,.
КПД участка привода до четвёртого вала рассчитывается по формуле
где - КПД участка привода до третьего вала,
- КПД зубчатой передачи,
- КПД подшипников,
5 Проектный расчёт передач
5.1 Проектный расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачи
5.1.1. Исходные данные
1. Расчётный крутящий момент на первом валу привода
2. Число зубьев шестерни
3. Число зубьев колеса
4. Передаточное число передачи
5.1.2 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки
В качестве материала для зубчатых колес назначается сталь 40Х, которая отвечает необходимым техническим и эксплуатационным требованиям. В качестве термической обработки выбирается закалка ТВЧ, позволяющая получить твердость зубьев 48-52 НRC.
5.1.3 Проектный расчёт прямозубой постоянной передачи z1-z2на контактную выносливость зубьев
Диаметр начальной окружности шестерни z1рассчитывается по формуле
Где – вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач;
– расчётный крутящий момент на валу привода,;
- коэффициент нагрузки для шестерни, равный 1,3–1,5; принимается
- передаточное число передачи,
– отношение рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни,и определяется по формуле:
–значениеотношения рабочей ширины венца к модулю,принимаем
- допускаемое контактное напряжение, МПа.
Допускаемое контактное напряжение для прямозубых передач рассчитывается по формуле
где- базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений:;
– коэффициент безопасности,
Таким образом, диаметр начальной окружности
Модуль передачи определяется из условия расчёта на контактную выносливость зубьев по рассчитанному значению диаметра начальной окружности шестерни по формуле
Где - диаметр начальной окружности шестерни,
- число зубьев шестерни,