Разработка конструкции главного привода многоцелевого горизонтального станка с центральной бабкой и автономным шпиндельным узлом ( портотип ИР200ПМФ4 )

Белорусский Национальный Технический Университет
кафедра Металлорежущие станки и инструмент
Курсовой проект по дисциплине Проектирование оборудования инструментального производства
на тему Разработка конструкции главного привода многоцелевого горизонтального станка с центральной шпиндельной бабкой и автономным шпиндельным узлом
Минск 2017

Аннотация

Целью данного курсового проекта является разработка главного привода многоцелевого горизонтального станка с центральной шпиндельной бабкой и автономным шпиндельным узлом.
В работе проводится кинематический расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя, расчет передаточных отношений передач привода. Проводится расчет выбора чисел зубьев зубчатых колес. Описывается система смазывания шпиндельных опор и регулировка натяга подшипников.

Аннотация 2
Введение 7
1 Кинематические схемы станка прототипа ИР200ПМФ4 8
1.1 Кинематическая цепь привода главного движения (В1) 10
1.2 Кинематическая цепь кругового движения стола (В2) 10
1.3 Кинематическая цепь продольного перемещения колонны (П3.) 10
1.4 Кинематическая цепь поперечного перемещения колонны (П4) 11
1.5 Кинематическая цепь вертикального перемещения шпиндельной бабки (П5) 12
2 Кинематический расчет главного привода 13
2.1 Расчет диапазона регулирования частот вращения шпинделя 13
2.2 Расчет диапазона регулирования частот вращения электродвигателя при постоянной мощности 13
2.3 Определение расчетной частоты вращения шпинделя 13
2.4 Округление расчетной частоты до стандартного значения 14
2.5 Определение диапазона регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности 14
2.6 Расчет диапазона регулирования частот вращения коробки скоростей 14
2.7 Определение знаменателей геометрического ряда частот вращениякоробки скоростей 15
2.8 Округление знаменательного ряда частот вращения шпинделя до стандартного значения 15
2.9 Определение фактического диапазона регулирования частот вращения шпинделя при постоянной мощности 15
2.10 Определения фактической расчетной частоты вращения шпинделя 16
2.11 Округление фактической расчетной частоты вращения шпинделя до стандартного значения 16
2.12 Определение диапазона регулирования частот вращения шпинделя при постоянном моменте 16
2.13 Определение минимальной частоты вращения электродвигателя 17
2.14 Округление минимальной частоты вращения электродвигателя до стандартного значения 17
2.15 Определение фактического диапазона регулирования частот вращения шпинделя при постоянном моменте 17
2.16 Определение фактического диапазона регулирования частот вращения шпинделя 19
2.17 Определение фактической минимальной частоты вращения шпинделя 19
2.18 Округление фактической минимальной частоты вращения шпинделя до стандартного значения 20
2.19 Определение числа делений, изображающих минимальную, номинальную и максимальную частоты вращения электродвигателя 20
2.20 Определение числа делений, изображающих знаменатель геометрического ряда частот вращения коробки скоростей φм 21
2.21 Оптимизация структурной формулы 21
2.22 Построение графика частот вращения главного привода 21
2.23 Расчет передаточных отношений и передаточных чисел передач 24
2.24 Подбор чисел зубьев зубчатых колес привода 24
3 Описание кинематической схемы главного привода и его уравнения кинематического баланса 26
3.1 Уравнение кинематического баланса главного привода 26
4 Расчет крутящих моментов на валах и шпинделе 28
4.1 Определение мощности привода и выбор двигателя 28
4.2 Расчет крутящего момента на валу электродвигателя 28
4.3 Расчет крутящего момента на валах привода 29
4.4 Расчет крутящего момента на первом валу привода 29
4.5 Расчет крутящего момента на втором валу привода 30
4.6 Расчет крутящего момента на третьем валу привода 30
4.7 Расчет крутящего момента на шпинделе 31
5 Проектный расчет зубчатых передач 32
5.1 Расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачи z1-z2 32
5.2 Расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачи z3-z4 36
5.3 Расчет цилиндрической прямозубой передачи z7-z8 40
5.4 Расчет геометрических параметров прямозубой передачи z5-z6 44
5.5 Расчет геометрических параметров прямозубой передачи z9-z10 45
6 Проектный расчет валов и шпинделя 47
6.1 Проектный расчет диаметров первого вала 47
6.2 Проектный расчет диаметров второго вала 48
6.3 Проектный расчет диаметров третьего вала 48
6.3 Проектный расчет диаметров четвертого вала 49
6.4 Расчет геометрических параметров шпинделя 49
7 Эскизная компоновка главного привода 51
8 Расчетная схема и расчет действующих нагрузок на шпиндель 52
8.1 Составление расчетной схемы нагрузок на шпиндель и определение составляющих сил резания Pz и Py 52
8.2 Определение составляющих сил резания Ph и Pv 53
8.3 Определение сил, действующих в зацеплении зубчатых колес привода шпинделя 54
9 Расчет шпинделя на жесткость 54
9.1 Составление расчетной схемы шпинделя на жесткость 54
9.2 Определение упругого перемещения переднего конца шпинделя 55
9.3 Определение угла поворота оси шпинделя в передней опоре 60
9.4 Сопоставление полученных и допускаемых значений δ и θ 61
10 Регулирование натяга в подшипниках шпиндельных опор 61
11 Смазывание подшипников шпиндельных опор 62
12 Охрана труда 63
12.1 Общие требования безопасности 63
12.2 Требования охраны труда к конструкции приводов станков 64
12.3 Требования охраны труда к конструкции станка 64
12.4 Требования охраны труда к органам управления станка 65
12.5 Требования охраны труда и техники безопасности 65
Л и т е р а т у р а 66