Станок с кулисой

Московский Государственный Технический Университет

им. Н.Э. Баумана


Курсовой проект по ТММ


Калуга, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ


1. Задание на курсовой проект

1.1. Краткое описание работы механизмов долбежного станка с качающейся кулисой

2. Лист 1: Синтез эвольвентного зубчатого зацепления

2.1. Исходные данные и постановка задачи

2.2. Алгоритм расчета эвольвентного зубчатого зацепления

2.4. Выбор коэффициента смещения x1

2.6. Построение станочного зацепления

2.7. Выводы

3. Лист 2: Синтез планетарного редуктора

3.1. Исходные данные и постановка задачи

3.2. Условия проектирования многосателлитного редуктора

3.3. Подбор чисел зубьев планетарного редуктора

3.4. Графическое построение планетарного редуктора

5. Выводы


1. Задание на курсовой проект


1.1. Краткое описание работы механизмов долбежного станка с качающейся кулисой


Долбежный станок предназначен для долбления пазов и внутренних канавок в отверстиях деталей, а также для строгания вертикально расположенных поверхностей.

Станок имеет следующие основные узлы: станину 1, ползун 2 с резцовой головкой, стол 3, электродвигатель 4, коробку скоростей 5 и передаточные механизмы (рис.1-1).

Рис.1. Общий вид долбежного станка с качающейся кулисой.

Резание металла осуществляется резцом, закрепленным в резцовой головке, при его возвратно-поступательном движении в вертикальном направлении. Для движения резца используется шестизвенный кривошипно-кулисный механизм с качающейся кулисой, состоящий из кривошипа 1, камня 2, кулисы 3, поводка 4 и ползуна 5 (рис.1-2).

Станок с кулисой

Рис. 2. Схема кривошипно-кулисного механизма движения резца и кулачкового механизма подачи стола долбежного станка.

Ход ползуна Н выбирается в зависимости от длины lд обрабатываемой поверхности с учетом перебегов lп в начале и конце рабочего хода. Длина хода ползуна может изменяться при наладке станка для обработки конкретных деталей. Средняя скорость резания vрез (скорость поступательного движения при рабочем ходе ползуна) выбирается в зависимости от условий обработки и обеспечивается при помощи привода, состоящего из электродвигателя 4, ременной передачи, коробки скоростей 5, зубчатой передачи и кулисного механизма (рис.1 - 1). Подача охлаждающей жидкости в зону резания обеспечивается при помощи шестереночного насоса z1 z2 (рис.1 - 1) и системы трубопроводов (на рисунке не показаны).

Число двойных ходов ползуна в минуту, равное числу оборотов кривошипа n1, определяют по заданной скорости резания vрез с учетом коэффициента Kv изменения средней скорости.

Станок с кулисой

Рис.3. Циклограмма работы механизмов ' долбежного станка.

Во время перебега в конце холостого и начале рабочего ходов (см. циклограмму на рис.1-3) осуществляется перемещение стола на величину подачи с помощью ходоврго винта. Поворот винта производится посредством храпового механизма, состоящего из колеса 9, рычага 8 с собачкой 10, тяги 7 и толкателя 6 (рис.1-2).

Станок с кулисой

Рис.4. Закон изменения ускорения толкателя кулачкового механизма.

при φпод= φсп a1 = а4; при φпод ≠ φсп a1 ≠ a4

Поворот толкателя 6 осуществляется от дискового кулачка, закрепленного на одном валу с кривошипом. Регулирование подачи стола производится путем изменения длины рычага МЛ/, что позволяет изменять количество зубьев, захватываемых собачкой и, следовательно, обеспечивает поворот ходового винта па требуемый угол. При проектировании кулачкового механизма необходимо обеспечить заданный закон изменения ускорения - при движении толкателя (рис.1-4) и осуществить подачу во время верхнего (в конце холостого и начале рабочего ходов) перебега резца в соответствии с циклограммой (рис.1-3).

При проектировании и исследовании механизмов привода и подачи станка считать известными параметры, приведенные в табл.1 - 1.

1.2. Исходные данные для расчета Таблица 1.

п/п

Наименование параметра Обозначение Размерность Числовые значения
1 Длина детали

Станок с кулисой

м 0,15
2 Длина перебега резца

Станок с кулисой

м 0,025
3 Скорость резца

Станок с кулисой

м/мин 30
4 Коэффициент изменения скорости ползуна

Станок с кулисой

- 1,5
5 Число оборотов электродвигателя

Станок с кулисой

об/мин 1440
6 Межосевое расстояние в кривошипно-кулисном механизме

Станок с кулисой


м


0, 20

7 Конструктивный угол кулисы

Станок с кулисой

град 20
8 Сила резания

Станок с кулисой

Н 1500
9 Вес ползуна

Станок с кулисой

Н 350
10 Вес кулисы

Станок с кулисой

Н 170
11 Момент инерции кулисы относительно оси С

Станок с кулисой

Станок с кулисой

0,36
12 Соотношение между размерами звеньев ED и DC

Станок с кулисой

- 0,5
13 Вылет резца

Станок с кулисой

м 0,095
14 Коэффициент неравномерности вращения

Станок с кулисой

- 0,025
15 Маховой момент ротора электродвигателя

Станок с кулисой

Станок с кулисой

0,07
16 Маховой момент зубчатых механизмов и шкивов, приведенный к валу кривошипа О

Станок с кулисой


Станок с кулисой


30

17 Угловая координата кривошипа для силового расчета (рис.1-2)

Станок с кулисой


град


210

18 Угол поворота толкателя

Станок с кулисой

град 20
19 Длина толкателя

Станок с кулисой

м 0,15
20 Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме

Станок с кулисой


град


30

21 Соотношение между ускорениями толкателя (рис.1-4)

Станок с кулисой


-


2

22 Числа зубьев в передаче 1,2 (рис.1-1)

Станок с кулисой

Станок с кулисой


13

13

23

Модуль колес Станок с кулисой,Станок с кулисой

m мм 2
24 Параметры исходного контура реечного инструмента

Станок с кулисой

Станок с кулисой

Станок с кулисой

град


20

1

0,25


Примечание.1. Силами трения между ползуном 5 и направляющими пренебречь.

2. Веса звеньев механизма и их моменты инерции даны ориентировочно.

3. Центры тяжести звеньев 1 и 3 расположены соответственно в точках

О и С.

4. Весом звеньев 2 и 4 основного механизма при расчетах пренебречь.


2. Лист 1: Синтез эвольвентного зубчатого зацепления


2.1. Исходные данные и постановка задачи


Исходные данные для расчета эвольвентного зацепления:

Станок с кулисой= 13, Станок с кулисой= 13, m = 2 мм

Станок с кулисой= 20,00Станок с кулисой, hа* =1,00, с* = 0,25

Постановка задачи:

Рассчитать эвольвентную зубчатую передачу;

Вычертить эвольвентную зубчатую передачу;

Проверить коэффициенты торцевого перекрытия Станок с кулисой;

Построить станочное зацепление для колеса Станок с кулисой.


2.2. Алгоритм расчета эвольвентного зубчатого зацепления


1. Определение модуля, коэффициента высоты зуба, коэффициента радиального зазора и tg угла наклона профиля зуба исходного контура на торцевом сечении:

Станок с кулисой

2. Определение угла зацепления.

Станок с кулисой

3. Определение межосевого расстояния.

Станок с кулисой

4. Определение коэффициента воспринимаемого смещения.

Станок с кулисой

5. Определение коэффициента уравнительного смещения.

Станок с кулисой

6. Определение минимальных коэффициентов смещения.

Станок с кулисойСтанок с кулисой

где Станок с кулисой –минимальное число зубьев которое можно нарезать на нулевом колесе без подреза.

7. Определение радиусов основных окружностей.

Станок с кулисой

8. Определение радиусов делительных окружностей.

Станок с кулисой;

9. Вычисление радиусов начальных окружностей.

Станок с кулисой

10. Вычисление радиусов окружностей вершин.

Станок с кулисой

11. Вычисление радиусов окружностей впадин.

Станок с кулисой

12. Вычисление толщины зуба по окружности выступов.

Станок с кулисой

Станок с кулисой где Станок с кулисой и Станок с кулисой - профильные углы зубьев.

13. Вычисление толщины зуба по делительной окружности.

Станок с кулисой

14. Определение коэффициента перекрытия.

Станок с кулисой

15. Определение шага по делительной окружности.

Станок с кулисой

16. Определение шага по хорде делительной окружности.

Станок с кулисой

17. Определение высоты зуба.

Станок с кулисой

Расчет произведён на ЭВМ, распечатка прилагается.

2.3. Результаты расчета зубчатой передачи


2.4. Выбор коэффициента смещения x1


При выборе коэффициента смещения х1 использую следующие показатели:

коэффициент перекрытияСтанок с кулисой, он показывает характер нагружения зубьев; коэффициент скольжения, определяющий влияние геометрических параметров на износ зубьев и заедание, отсутствие подреза и заострения.

Критерии выбора

1) Отсутствие подреза зуба

Станок с кулисой

2) Отсутствие заострения зуба

Станок с кулисой

3) Коэффициент покрытия

Станок с кулисой

2.5. Построение эвольвентной зубчатой передачи

Выбираем масштаб построения эвольвентного зубчатого зацепления.

Станок с кулисой

Порядок построения эвольвентного зубчатого зацепление:

откладываем Станок с кулисой - межцентровое расстояние;

строим Станок с кулисой; - начальные окружности, которые касаются в точке Р - полюсе зацепления;

строим Станок с кулисой - основные окружности и проводим общую касательную для этих окружностей Станок с кулисой

Станок с кулисой - линия зацепления, касающаяся основных окружностей в точках Станок с кулисой;

Станок с кулисой - угол давления (между линией зацепления и перпендикуляром, восстановленным в полюсе к линии, соединяющей центры окружностей O1O2)

строим Станок с кулисой - делительные окружности; отмечаем размер c*m

(расстояние между делительной окружностью одного колеса и основной окружностью другого колеса);

строим Станок с кулисой и Станок с кулисой - окружности впадин и выступов; отмечаем размер с*m; отмечаем точки B1и В2 - начало и конец зацепления;

построение эвольвентного профиля зуба:

- Откладываем на основной окружности дуги длины равной 15 мм;

- Проводим касательные к основной окружности в каждой из размеченных точек;

- На каждой касательной откладываем столько отрезков, каков номер этой касательной по порядку;

- Получаем эвольвентный профиль, соединив точки касательных;

- Откладываем Sa и S в точках пересечения эвольвенты с окружностью вершин и делительной окружностью;

- Проводим прямую через середину Sa и S, которая должна пройти через центр колеса О;

- Определяем угловой шаг:

Станок с кулисой

- Показываем рабочий участок активного профиля зуба;

- Показываем начало и конец зацепления;

- Коэффициент Станок с кулисойрассчитываем графически: Станок с кулисой=Станок с кулисой/Станок с кулисой= 6.64/6.28=1.06

- Определяем погрешность:

Станок с кулисой


2.6. Построение станочного зацепления


Откладываем от делительной окружности (с учетом знака) расчетное смещение x1m и проводим делительную прямую исходного производящего контура реечного инструмента.

На расстоянии ha*m вверх и вниз от делительной прямой проводим прямые граничных точек, а на расстоянии (ha*m+c*m) - прямые вершин и впадин; станочно - начальную прямую проводим касательно к делительной окружности в точке Р0 (полюс станочного зацепления).

Проводим линию станочного зацепления NP0 через полюс станочного зацепления Р0 касательно к основной окружности в точке N.

Строим исходный производящий контур реечного инструмента. Закругленный участок профиля строим как сопряжение прямолинейной части контура с прямой вершин или с прямой впадин окружностью радиусом p0= 0,4m.

5. Производим построение профиля зуба проектируемого колеса, касающегося профиля исходного производящего контура в точке К.


2.7. Выводы


Проведен расчет эвольвентного зубчатого зацепления;

выбран коэффициент смещения x1=0,5.

В масштабе Станок с кулисойпостроено эвольвентное зубчатое зацепление;

Построено станочное зацепление для колеса Станок с кулисой.

Произведен расчет погрешности коэффициента перекрытия, и она составляет 5.4%, что является допустимым.


3. Лист 2: Синтез планетарного редуктора


3.1. Исходные данные и постановка задачи


Исходные данные:

Рассмотрим двухрядный планетарный механизм с одним внешним и одним внутренним зацеплением.

Станок с кулисой;

Станок с кулисой;

Станок с кулисой;

Необходимо найти Станок с кулисой.

Станок с кулисой

Постановка задачи: спроектировать редуктор минимальных размеров, удовлетворяющий всем условиям многосателлитных редукторов.


3.2. Условия проектирования многосателлитного редуктора


Передаточное отношение: Станок с кулисой; (1)

2. Условие соосности заключается в том, что межосевое расстояние первой передачи должно быть равно межосевому расстоянию второй передачи Станок с кулисой

Станок с кулисой; (2)

3. Условие сборки с симметрией зон зацепления, т. е условия размещения сателлитов с равными углами Станок с кулисой между их осями

Станок с кулисой (3)

где k– число сателлитов;

р – целое число полных поворотов водила;

N – любое целое число.

4. Условие соседства: условие, которое предполагает свободное размещение сателлитов по окружности центрального колеса без соприкосновения друг с другом. Это условие будет выполнено, если расстояние между осями сателлитов будет больше диаметра окружности вершин сателлитов Станок с кулисой

Станок с кулисой (4)

5. Условие отсутствия подреза для колёс с внешним зубом. Это условие предполагает, что Станок с кулисой.

Условие отсутствия среза для колёс с внутренним зубом: Станок с кулисой.


3.3. Подбор чисел зубьев планетарного редуктора


Решаем уравнения (1) и (2):

Тогда

Станок с кулисой

Пусть g = 1, тогда мы получим колеса наименьших радиусов.

Проверяем условие соосности (2):

Станок с кулисой

Условие выполняется.

Проверяем условие сборки (3):

Станок с кулисой

При p=1 Станок с кулисой N - целое число.

Условие выполняется.

Проверяем условие совместности (4):

Станок с кулисой

Следовательно, числа зубьев подобраны верно.


3.4. Графическое построение планетарного редуктора


После подбора чисел зубьев изображаем кинематическую схему механизма (масштаб чертежа: Станок с кулисоймм/м) в двух проекциях.

Радиусы колес определяются по формуле Станок с кулисой.

Станок с кулисой

Для построения плана линейных скоростей на схеме редуктора отмечаем характерные точки: центр колеса 1(О) и колеса 4(Станок с кулисой), точки зацепления колес 1,2 (А) и 3,4 (С), а также ось сателлитов (В). Проводим прямоугольную систему координат, характерные точки переносим на вертикальную ось радиусов (Станок с кулисой). Горизонтальная ось называется осью линейных скоростей (Станок с кулисой). Определяем скорость точки А: Станок с кулисой

Из точки А проводим произвольный отрезок параллельно оси линейных скоростей. Конец отрезка отмечаем точкой Станок с кулисой. Затем находим масштаб скоростей: Станок с кулисой. Соединяя точки О и Станок с кулисой, получаем линию распределения линейных скоростей первого звена. Угол между вертикальной осью радиусов и линией распределения скоростей называем Станок с кулисой. Соединяем точки С и Станок с кулисой, таким образом получаем линию распределения линейных скоростей блока сателлитов, угол между вертикальной осью и отрезком ССтанок с кулисой называем Станок с кулисой. Проводим из точки В отрезок до пересечения его с линией распределения линейных скоростей блока сателлитов. Точку пересечения называем Станок с кулисой. Соединяем точки Станок с кулисой и О, получаем линию распределения линейных скоростей водила. Угол между вертикальной осью и линией распределения линейных скоростей водила называем Станок с кулисой. Таким образом получаем план линейных скоростей механизма.

Для построения плана угловых скоростей проводим прямоугольную систему координат. Центр системы назовем точкой k. На вертикальной оси откладываем вниз произвольный отрезок kp. Из точки p проводим отрезки под углами Станок с кулисой

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: