Описание работы гидросистемы
Масло в систему поступает от насоса Н через напорный фильтр тонкой очистки Ф2. Контроль давления в системе осуществляется визуально по манометру МН1 и автоматически с помощью реле давления РД1, отключающего механизмы станка с индикацией на наладочном пульте при падении давления ниже допустимого. Давление в системе настраивается клапаном КП1 на величину 3,5…4,0 МПа (35…40 кгс/см2; ;обеспечивает слив масла в гидробак при аварийном повышении давления в системе выше допустимого.
Супени чатот вращения коробки скоростей переключаются гидроцилиндром Ц1.
В качестве рабочей жидкости гидросистемы рекомендуется использовать чистое минеральное масло марок:
— турбинное Т22 - ГОСТ32-74;
— турбинное Тп-22 ГОСТ9972-74;
2.3. Кинематический расчет привода главного движения
Исходные данные
nmax = 4500 об/мин - наибольшая частота вращения шпинделя ,
nmin = 224 об/мин - наименьшая частота вращения шпинделя (при максимальной мощности),
N = 4 кВт - мощность резания.
Определяем общий диапазон регулирования частот вращения шпинделя при передаче общей мощности
Д =
Д =
=25
Выбираем электродвигатель заданной мощности из справочника.
Двигатель серии 4ПФ132МУ3.
Номинальная мощность Рн = 4 кВт.
Номинальная частота вращения - n н = 1000 об/мин
Максимальная частота вращения - n мах = 5000 об/мин
Рассчитываем диапазон регулирования электродвигателем при постоянной мощности:
ДN =
ДN
=
= 5.
Принимаем знаменатель геометрического ряда передаточных отношений передач коробки:
к = 5 = ДN
Диапазон регулирования коробки скоростей
Дк =
Дк = 25 : 5= 5
Используем для построения ДЧВ знаменатель геометрического ряда
=1.12. к = 1.1214 .
Проводим столько вертикальных линий, сколько валов в приводе, столько горизонтальных линий , сколько различных частот вращения имеет последний вал - шпиндель и строим диаграмму частот вращения ( рис.2.1 ).
Рис. 2.1 Диаграмма частот вращения привода
По принятой ДЧВ строим кинематическую схему привода. Для передачи вращения непосредственно на шпиндель используем одиночную передачу, что упрощает конструкцию шпиндельного узла и снижает уровень вибраций ( рис. 2.2.).
Рис. 2.2 Кинематическая схема
привода
Расчет крутящих моментов
на валах
, где
N - мощность на данном валу ,
n - частота вращения вала.
N1 = Nдв
= 4 кВт , N2 = 4
4
0,9
=
3.92 кВт.
N3 = 3.92
=
3.92 0,99
0,98 = 3.83 кВт.
N4 = 3.83 0.97 = 3.72 кВт.
Максимальные крутящие моменты на валах
Вал1
=
38.2
Нм
Вал2
83.19
Нм
Вал3
182.9
Нм
Вал4
197.36
Нм
Частоты вращения n1-n4 взяты из диаграммы частот вращения.
Определяем числа зубьев колес (шестерен) табличным способом, используя таблицу 4 [25, с.42 - 63].
Z1 = 24; Z3 = 24; Z5 = 24;
Z2 = 24; Z4 = 60; Z6= 60;
2.4 Прочностные и динамические расчеты деталей и механизмов станка
2.4.1. Динамический расчет
Расчет зубчатых колес
Расчет на усталость по контактным напряжениям производится по формуле:
,
мм
Расчет на изгиб производится по формуле:
,
мм
Здесь, знак «+» соответствует наружному зацеплению,
знак «—» - внутреннему;
i — отношение числа зубьев большего колеса к числу зубьев меньшего колеса, т.е. всегда i 1 ;
Z — число зубьев меньшего колеса в рассчитываемой паре;
— коэффициент формы зуба, выбираемый из таблицы 6 (2, стр.67);
N = 1,36 Nдв — номинальная передаваемая мощность в л.с.;
Nдв— мощность электродвигателя;
= 0,3 — коэффициент ширины зуба;
n — число оборотов в минуту меньшего колеса передачи, при котором передается полная мощность;
Кконт, Кизг — коэффициенты долговечности, учитывающие заданную долговечность зубчатого колеса и переменность режима его работы, определяются по формулам 3.3 и 3.4);
Кv = 1 — скоростной коэффициент;
;
;
где КN — коэффициент, учитывающий переменность мощности, которая передается рассчитываемой передачей
КN выбираем из таблицы 7
КN = 0,84 для расчета на изгиб;
КN' = 0,78 для расчета на контактные напряжения;
Кn — коэффициент, учитывающий работу рассчитываемой передачи на разных числах оборотов при использовании полной мощности механизмов, определяется по графикам фиг.16 и фиг.17
Степень точности передачи принимаем равную 6.
Т — требуемая долговечность передачи в часах.
Расчет зубчатых пар проводим на ЭВМ. Результаты расчета и исходные данные для расчета приведены ниже.
По результатам расчета определяем делительные диаметры зубчатых колес.
Зубчатая передача Z1 – Z2
Пользователь: Испуганов гр.620161
Дата: 3 декабря 2009 года
РАСЧЕТ МОДУЛЯ ПРЯМОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
И с х о д н ы е д а н н ы е :
1)Крутящий момент на шестерне (Hєм) :38
2)Частота вращения шестерни (1/мин) :1000
3)Относительная ширина шестерни :0.3
4)Число зубьев шестерни :24
5)Число зубьев колеса :24
6)Степень точности зубчатой передачи :6
7)Код расположения передачи : 2
8)Материал ,марка :Сталь 40Х
Допускаемое контактное напряжение (MПа) :950 Допускаемое изгибное напряжение (MПа) :240
Термообработка :
Газовое азотирование Твердость ,HB(HRC) :HRC25-28 Базовое число циклов :140млн
Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а :
Модуль по контактным напряжениям (мм) Модуль по изгибным напряжениям (мм) Стандартный модуль (мм) Межосевое расстояние (мм) Ширина шестерни (мм) Окружная скорость (м/с) \ |
:2.0351 :2.2461 :2.5000 :60.0000 :18.0000 : 3.1416 |
Модуль в передачах перебора должен быть одинаковым, так как передачи конструктивно имеют одно межцентровое расстояние. Принимаем модуль наиболее нагруженной передачи Z5 – Z6
Зубчатая передача Z5 – Z6
Пользователь: Испуганов гр.620161
Дата: 3 декабря 2009 года
РАСЧЕТ МОДУЛЯ ПРЯМОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
И с х о д н ы е д а н н ы е :
1)Крутящий момент на шестерне (Hєм) :83.19
2)Частота вращения шестерни (1/мин) :400
3)Относительная ширина шестерни :0.20
4)Число зубьев шестерни :36
5)Число зубьев колеса :60
6)Степень точности зубчатой передачи :6
7)Код расположения передачи : 2
8)Материал ,марка :Сталь 40Х
Допускаемое контактное напряжение (MПа) :950 Допускаемое изгибное напряжение (MПа) :240
Термообработка :
Газовое азотирование Твердость ,HB(HRC) :HRC25-28 Базовое число циклов :140млн
Р е з у л ь т а т ы р а с ч е т а :
Модуль по контактным напряжениям (мм) Модуль по изгибным напряжениям (мм) Стандартный модуль (мм) Межосевое расстояние (мм) Ширина шестерни (мм) Окружная скорость (м/с) \ |
:1.8178 :2.4733 :2.5000 :120.0000 :18.0000 : 1.8850 |
Из расчетов видно, что все зубчатые колеса коробки скоростей имеют один модуль m = 2.5. Это позволяет унифицировать зуборезный и мерительный инструменты.