Приложение 1. Исходные данные и обоснование основных кинематических параметров коробки скоростей

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.1

Варианты заданий по МРС.

 

Вар.	Базовая модель	Класс точности	Структура	Nmax	n max		Примечания
	УТ16В	В		5.5
	6Р12	Н		5.5
	2Н125	Н		2.5
	6М82	Н		5.5
	16К20 П	П
	6Н81	Н		4.5
	6Р82Г	Н		5.2
	2Н135	Н		4.2
	2Н 118	Н		3.2
	16Б16	Н
	6Р82Ш	Н		7.8
	УТ16В	В
	16К20	Н
	16Б16В	В		6,8
	2Н 118	Н		3.8
	6Р82Ш	Н		7.8
	16К20	Н
	6Р81Г	Н
	16Б16	Н
	2Н 118	Н		3.8
	16К20	Н		9.2
	16Б16	Н		7.5
	2Н135	Н		4.2
	6М82	Н		5.8
	16К20 П	П
	УТ16В	В		5.2
	6Р12	Н		5.2
	2Н125	Н		3.5
	6М82	Н		6.0
	16К20 П	П		8.5
	6Н81	Н		3.5
	6Р82Г	Н		5.5
	2Н135	Н		4.7
	2Н 118	Н		3.8
	16Б16	Н		6.5
	6Р82Ш	Н		7.2
	УТ16В	В		5.5
	16К20	Н		7.5
	16Б16В	В		6,2
	2Н 118	Н		4.0
	6Р82Ш	Н		8.2
	16К20	Н		7,8
	6Р81Г	Н		5.2
	16Б16	Н		6.4
	2Н 118	Н		3.2
	16К20	Н		9.5
	16Б16	Н		7.2
	2Н135	Н		4.3
	6М82	Н		5.9
	16К20 П	П		8.5

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.2

Структурные сетки

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.3.1

Графики чисел оборотов

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.3.2

Графики расчетных частот вращения

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.4

 

Варианты структур приводов главного движения для курсового приектирования.

 

1.Простые множительные структуры с многоскоростным асинхронным электродвигателем

и (МАЭД), рис.1-а (см.Приложение 1.5)

1. 12= (2)*2*3

2. 12= (2)*3*2

2. Структура с перебором и (МАЭД), рис.1-б

3. 12=(2)*3*(1+ i)

3.Сложенные структуры с односкоростным асинхронным электродвигателем (ОАЭД)

4.10=2*( i +i *2*2) рис.1-в

5. 14= 2*(i +i* 3*2) рис.1-в

6.15=3*( i +i* 2*2) рис.1-в

7. 12= 2*2*(i +2) рис.1-г

8. 16=2*2 *(i +3) рис.1-г

4. Сложенные структуры с МАЭД

9. 12=(2)*2*(i + 2 ) рис.1-ж

10. 16=(2)*2*(i + 3) рис.1-ж

11. 12=(2)*2*(1 +i* 2 ) рис.1-д

12 16=(2)*2*( 1 + i* 3) рис.1-ж

 

5. Структура с выносной коробкой скоростей и перебором с ОАЭД и МАЭД, рис 1-е

13. 12=2*3* i *(1+ i)

14. 12=(2)*3* i *(1+i )

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.5

Условно-кинематическое изображение вариантов структур приводов главного движения

 

- группы основной структуры;

- группы дополнительной структуры;

- постоянная передача;

- перебор;

КС – коробка скоростей (простая множительная структура)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.6

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ*

(для самостоятельного ознакомления)

Эта стадия разработки в курсовом проекте является вспомогательной и необходима для того, чтобы студенты знали и умели определять основные параметры технического задания на проектирование нового станка или его модификации.

Основной характеристикой, которую необходимо обосновать является диапазон регулирования частоты вращения шпинделя:

(2.1)

где: n_max, n_min – максимальная и минимальная частота вращения шпинделя.

Для станков с вращательным главным движением минимальная и мак­симальная частота вращения шпинделя определяются по формулам:

 

(2.2)

(2.3)

где: d_max, d_min – максимальный и минимальный диаметры обрабатываемой заготовки или вращающегося режущего инструмента (фрезы, сверла и т.п.), мм;

V_min, V_max – минимальное и максимальное значение скоростей резания, м/мин.

Величины d_max и d_min выбираются для универсальных станков общего назначения на основе паспортных данных станка и стандартов на основные размеры станков. Максимальный диаметр заготовки для токарных станков определяется по удвоенной высоте центров. Ее можно определить по 3-й и 4-й цифрам шифра модели, которое следует довести до трехзначного числа прибавлением нулей. Например, для моделей 1И611П, 1А616, 16К20, 16К25 максимальный диаметр заготовки соответственно равен – 220, 320, 400, 500 мм.

В обозначениях моделей сверлильных станков последними цифрами указываются максимальные диаметры сверла, например; 2Н118 – d_max=18 мм, 2Н135 – d_max =35 мм, 2М55 – d_max =50 мм.

Для фрезерных станков максимальный диаметр фрезы зависит от размера стола, диаметра посадочной шейки шпинделя под фрезу и мощности электродвигателя. Дня некоторых моделей фрезерных станков наибольший диаметр фрез приведён в паспортах станков, а именно:

– станок мод. 6Р81Г, мощностью 5,5 кВт:	dmax =125 мм;
– станок мод. 6Р82Г, мощностью 7,5 кВт:	dmax =160 мм,
– станок мод. 6Р13, мощность 10 кВт:	dmax =200 мм;
– станок мод. 6Р10, мощность 13 кВт:	dmax =400 мм.

Максимальный диаметр фрезы можно также определить по диаметру прорезной или отрезной фрезы из быстрорежущей стали по ГОСТ 2679-78, которую можно установить на оправку станка.

Минимальный диаметр заготовки или инструмента можно ориентировочно опре-делить по следующим соотношениям:

- для токарных станков (работа с патронам):	dmin=dmax/20
- для токарных станков (работа без патрона) и фрезерных станков:	dmin=dmax/10
- для токарно-револьверных (раб. без п.) и вертикальных станков:	dmin=dmax/5

Минимальную и максимальную скорости резания, применительно к указанным в задании обрабатываемым материалам, выберите из нормативов по режимам резания [7]. При этом сначала следует выявить типичные для данного станка операции, выполняемые инструментами из быстрорежущих сталей при низких скоростях резания. К ним, например, относятся нарезание резьб метчиками и плашками, развёртывание отверстий, отрезание или прорезание пазов отрезными резцами и дисковыми фрезами и т.п.

Для каждой из анализируемых операций необходимо выбрать рекомендуемую нормативами скорость резания V_min,. По формуле (2.2) определяются минимальные частоты вращения шпинделя для разных операций. Наименьшая из найденных значений n_min принимается за минимальную частоту вращения шпинделя.

По найденным максимальной и минимальной частотам вращения шпинделя определите диапазон регулирования Д_n. Полученное значение Д_n при необходимости корректируют.

По [7] определить для токарного и вертикально-сверлильного станка скорость резания при нарезании резьбы метчиками или плашками. Например, скорость резания при нарезании метрической резьбы метчиком из быстрорежущей стали Р6М5 в деталях из конструкционной стали =750 МПа [7 с. 296;297];

где коэффициенты:

Т = 90 мин. – период стойкости;

D – номинальный диаметр резьбы, мм.;

Поправочный коэффициент [7 стр.298 табл.50]

- произведения коэффициентов:

- коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [7 с.261; 262]; для стали

- коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки [7 с. 263 табл.5]

- коэффициент учитывающий качество материала инструмента [7 с. 263] – при обработке стали фрезами из материала Р6М5 .

Зная V_рез определяем n_min по формуле (2.2), принимаем максимальный размер плашки или метчика М24 М36.

Для фрезерного станка определяем V_рез при прорезании пазов фрезой из быстро-режущей стали.

Окружная скорость фрезы м/мм;

 

где ; для углеродистой стали МПа; материал инструмента Р6М5 – прорезание пазов и отрезка [7 с. 287], q = 0,45, x=0,3 , y = 0,2 , u = 0,1 , P = 0,1 , m = 0,33, период стойкости для дисковых фрез Т 180 мм [7 с. 290].

S_z – подача на зуб [7 с. 35 табл. 35], S_z 0,03 мм/зуб. По формуле (2.2) для фрез принятого диаметра определяем n_min. Параметры отрезных фрез [7 с. 182...184], например D = 200 мм; B = 4 мм ; z = 64.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.7

Выбор оптимального кинематического варианта структуры*

(для самостоятельного ознакомления)

 

Наименьшие затраты времени на поиск оптимального кинематического варианта заданной структуры обеспечивает графоаналитический метод, который заключается в построении структурной сетки и графика частот вращения. Суть метода для различных структур изложена в [5, с. 348-365], а также в курсе лекций. Поэтому в данных методических указаниях даны только некоторые рекомендации по выбору знаменателя ряда для структур, используемых в задании на курсовое проектирование.

В структурах с асинхронными односкоростными электродвигателями ( см. варианты заданий) прежде всего определите требуемый знаменатель ряда по формуле:

(3.1)

где: z – число ступеней заданной структур;

Дn – диапазон регулирования привода, см. формулу (2.1). Выберите ближайший знаменатель по [5, с.340, 341].

Для структур с многоскоростным асинхронным электродвигателем (варианты заданий ) сам электродвигатель является одной из переборных групп, номер которой зависит от знаменателя ряда j и наличия в структуре групп с требуемым числом переключений. Поэтому для такой структуры сначала определите по формуле (3.1) j и округлите его так, чтобы выполнялось условие:

(3.2)

где: x_э – характеристика электрогруппы, равная целому числу, а именно –
характеристике 1-ой или 2-ой переборной группы заданной структурной формулы.

Если условие (3.2) не выполняется, то знаменатель ряда j откорректируйте по числу переключений имеющих групп заданной структуры( подробно см. 5 стр.364-365)

Таблица №3

 

Стандартные значения ряда j и электрогрупп x_э

j	1,12	1,26	1,41
xэ

 

Выбор варианта коробки скоростей. Из всех кинематических вариантов наиболее выгодным является такой, при котором характеристика групп увеличивается от первого вала коробки скоростей к шпинделю. В большинстве случаев лучшими вариантами являются «веерообразные» структуры [5, c.365-366].

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.8