412
Проектирование передаточного и кулачкового механизма зубострогального станка
Курсовая
Производство и промышленные технологии
Проектирование передаточного зубчатого механизма зубострогального станка. Расчет выходных характеристик и координат профиля кулачка. Расчет вспомогательных элементов (радиуса ролика и пружины). Синтез эвольвентной зубчатой передачи.
Русский
2013-01-06
516.5 KB
42 чел.
СОДЕРЖАНИЕ:
2. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ МЕХАНИЗМОВ В СОСТАВЕ ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
Конические зубчатые колеса можно нарезать на универсально-фрезерных и поперечно-строгальных станках, но точность конических зубчатых колес, нарезанных на этих станках, низкая, поэтому для нарезания конических зубчатых колес применяют специальные зуборезные станки.
Зубострогальный станок предназначен для чернового и чистового нарезания прямозубых конических колес модулем от 1,5 до 8 мм и диаметром до 500 мм, эвольвентного профиля без смещения и со смещением производящего исходного контура.
Нарезание колес производим методом обкатки. Заготовка обкатывается по плоскому воображаемому зубчатому колесу, вращаясь вместе с резцовой головкой и резцами. Движение резцов осуществляется от электродвигателя через планетарный редуктор, конические колеса 6, 7 8, 9, гитару сменных колес, конические колеса 10, 11 12, 13 и далее через кривошипно-коромысловый механизм 1-2-3 и кулисно-ползунный механизм 3-4-5--6.
В процессе нарезания одного зуба заготовки, примерно после ½ цикла нарезания, резцовой головке и заготовке сообщается обратное вращение. Реверсирование осуществляется от электродвигателя через редуктор, гитару сменных колес, конические колеса, механизм реверса. Управление механизмом реверса осуществляется кулачковым механизмом, который приводится в движение червячной передачей.
Длина хода резцов зависит от длины зуба нарезаемого колеса и длины перебегов. За время технологического цикла станка (обработка одного зуба отвод резцов деление заготовки на один зуб подвод резцов) кулачок делает один оборот.
При черновом зубонарезании работа происходит в основном также, как при чистовом с той лишь разницей, что величина огибания уменьшается, а быстрый подвод стола заменяют медленной рабочей подачей, при которой резцы постепенно врезаются в заготовку.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ЗУБЧАТОГО МЕХАНИЗМА ЗУБОСТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
3.1. Структурный анализ зубчатого механизма
Механизм двухступенчатый содержит ступени:
а) планетарную ( колеса 1, 2, 3, водило Н)
б) зубчатая пара 4-5
в) зубчатые колеса (6,7,8,9,10,11,12,13)
Оцениваем механизм на оптимальность структуры.
Механизм плоский. (число сателлитов 2: К=1; число подвижных звеньев: n=4; число одноподвижных кинематических пар: ; число двухподвижных кинематических пар (зацеплений):
Число избыточных связей по формуле Чебышева:
Механизм имеет оптимальную структуру.
Реально в механизме: ; число подвижных звеньев: n=9; число одноподвижных кинематических пар (подшипников): ; число двухподвижных кинематических пар (зацеплений): .
Следовательно:
Поскольку в механизме , то механизм требует высокой точности изготовления, например по шестой степени точности.
3.2.1. Общее передаточное отношение механизма:
где,
3.2.2. Механизм ступенчатый:
где, - передаточное отношение зубчатой передачи 4-5.
3.2.3. Передаточное отношение планетарной ступени:
Так как <9, то планетарный редуктор одноступенчатый.
3.2.4. Определяем числа зубьев планетарной ступени исходя из условий заданного передаточного отношения, исключение заклинивания зацеплений колес 1-2, 1-3; соосности центральных колес 1-3, соседства сателлитов 2 и сборки механизма.
Расчет выполняем на ЭВМ по программе «ZUBSAT» при Т=4.
Результаты расчета: ; ; ; ;
3.2.5. Фактическое передаточное отношение планетарной ступени:
3.2.6. Фактическое передаточное отношение механизма в целом:
Отклонение от требуемого составляет:
<2%, что допустимо.
3.2.7. Проверяем в планетарном редукторе выполнение условий:
а) колес 1, 2: , условие выполняется;
б) колес 2, 3: ; 35.5>33 условие выполняется;
3.2.8. Частоты вращения зубчатых колес и валов:
отклоняется от требуемого по заданию на , что приемлемо.
3.2.9. Делительные диаметры зубчатых колес:
;
;
;
;
.
3.2.10. Вычерчиваем в масштабе М 1:2 кинематическую схему механизма.
3.3.1. Выполняем синтез эвольвентного зацепления зубчатых колес 4 и 5, числа зубьев которых , .
Так как колеса работают в масляной ванне, то для них определяющим критерием работоспособности является контактная выносливость эвольвентных поверхностей зубьев. Для ее увеличения зубчатые колеса выполняем со смещением исходного производящего контура (ИПК) зуборезного инструмента. На основе рекомендаций принимаем коэффициенты смещения , для , .
3.3.2. Рассчитываем на ЭВМ по программе «ZUBSOL» геометрические параметры зубчатых колес и зацепления.
3.3.3. Используя полученные размеры колес, вычерчиваем схему (картину) зацепления их зубьев в последовательности:
Принимаем стандартный масштаб увеличения М 6:1.
3.3.4. Оцениваем качественные показатели спроектированного зубчатого зацепления:
а) расчетное значение ;
б) из картины зацепления , что близко к расчетному значению.
Параметры диаграммы и - Таблица 1.
Параметр |
Расчетная формула |
Численное значение для , мм |
||||
21,36 |
30,00 |
45,00 |
60,00 |
92,24 |
||
-2,15 |
-1,08 |
-0,18 |
0,26 |
0,72 |
||
0,68 |
0,52 |
0,16 |
-0,34 |
-2,58 |
В формулах , .
По полученным значениям строим диаграммы и на активном участке линии зацепления. На головках зубьев коэффициенты , и соответственно износы зубьев невелики. На ножке зуба колеса 5 и ее износ интенсивнее, чем ножки зуба шестерни 4.
3.3.5. Оцениваем геометрические показатели передачи
а) для шестерни 4 ;
б) для колеса 5 , интерференция зубьев отсутствует;
а) для зубьев шестерни 4 ;
б) для зубьев колеса 5 , подрезание зубьев отсутствует;
а) для зубьев шестерни 4 ;
б) для зубьев колеса 5 , заострение зубьев отсутствует.
D:\Tmm\ZUBSAT.EXE
D:\Tmm\ZUBSOL.EXE
4.1. Синтез структурной схемы кулачкового механизма
Полагаем механизм плоским. Выделяем в нем звенья: кулачок 1, толкатель 2 и неподвижную стойку Ø (ноль). Для уменьшения потерь трения в контакте толкателя с кулачком и повышения их долговечности на толкателе устанавливаем вращающийся ролик 3. Кулачок выполняем дисковым, как наиболее технологичным в изготовлении. Замыкание механизма выполняем силовым пружиной 4.
Число подвижных звеньев в механизме n=3. Число низших кинематических пар (КП) (А,В,С), высших КП (D).
Число избыточных связей в механизме по формуле (1) при :
<0.
Это соответствует наличию местной подвижности - полезному вращению ролика 3 вокруг своей оси при его качении по кулачку.
4.2.1. Синусоидальный закон является безударным. Он может быть использован в приводе механизма зубострогального станка, так как угловая скорость вращения кулачка
<100 рад/с.
где .
4.2.2. Для определения основных размеров механизма и используем графический способ. Для закона рассчитываем угловые перемещения толкателя:
функции скорости:
и функции ускорения:
приняв значения
При :
При :
При :
При :
Параметры диаграммы аналога скорости толкателя - Таблица 2.
Параметр |
Значения величин для |
|||
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
|
1. Угловое перемещение толкателя , град |
||||
2. Функция скорости , мм |
||||
3. Длина вектора , мм |
83,24 |
115,07 |
127,27 |
115,19 |
Принимаем масштаб и строим диаграмму скорости .
Построив угол с вершиной в точке C на опоре толкателя, проводим дугу aв (траекторию движения оси B ролика 3) радиусом ВС = . На дуге ав отмечаем точку на пересечении с нижней стороной угла и получаем нижнее положение толкателя . Положение толкателя ВС является верхним. От положения толкателя откладываем вверх углы ( согласно таблице 2) и строим положения толкателя , , , . От точек ,,, откладываем в направлении угловой скорости кулачка (по «часовой стрелки») векторы функций скорости вдоль соответствующих положений толкателя. Концы векторов соединяем плавной кривой A и через концы точку проводим, под углом передачи ; лучи до взаимного пересечения.
На расстоянии 1-2мм ниже пересечения, в заштрихованной зоне отмечаем точку «» - ось вращения кулачка. Находим основные размеры механизма:
-
-
4.3.1 Расчет выполняем по программе FIST:
Вводим в ЭВМ исходные данные:
- - закон движения толкателя синусоидальный;
- М=2 механизм с вращающимся толкателем;
- F1=55°, F2=115°, F3=65° - фазовые углы поворота кулачка;
- Н=0 ход толкателя отсутствует;
- R0= 150 мм- начальный радиус кулачка;
- E=0 эксцентриситет отсутствует;
- LO = 371 мм - межосевое расстояние;
- L1= 250 мм длина толкателя;
- PSIM=28° - угол поворота толкателя;
- TETAD=45° - допускаемый угол давления;
- W=0,187 рад/с угловая скорость вращения кулачка;
- G1=0 в механизме M=2 отсутствует;
- G=1 в фазе удаления кулачок и толкатель вращаются в разные стороны;
- G7=0 для закона отсутствует
Строим также диаграмму углов давления в масштабе , . На фазе удаления = 0….55º углы давления <; <, что отвечает условию синтеза механизма.
4.4.2. Строим профиль кулачка в масштабе . За начальное принимаем положение кулачка в начале фазы удаления . Полярную ось располагаем вдоль направления начального радиуса-вектора на диаграмме. Длина этого радиуса вектора
Согласно методу обращения движения, от положения в направлении, противоположном угловой скорости кулачка (т.е. против «часовой стрелки»), откладываем взятые полярные углы , ,… и на сторонах углов откладываем радиусы-векторы и т. д. Соединив концы радиусов-векторов плавной кривой, получаем центровой профиль (Ц) кулачка.
На профиле Ц отмечаем фазовые углы поворота кулачка: удаления ; и сближения .
4.5.1 Определяем радиус ролика толкателя по условиям:
- ограничения контактных напряжений на ролике и на кулачке:
;
- разработки приемлемой конструкции ролика и его установки на толкателе:
Принимаем .
4.5.2. На центровом профиле кулачка выбираем ряд точек , из которых проводим дуги радиусом . Проведя огибающую этих дуг, получим конструктивный профиль «К» кулачка.
4.5.3. Проверяем условие качения ролика по поверхности кулачка, исключающее его скольжение:
<
где - коэффициент трения скольжения ролика по кулачку;
К=0,03 мм коэффициент трения качения ролика по кулачку;
- приведенный коэффициент трения во вращательной паре «ролик-толкатель»;
мм радиус опоры ролика на толкателе, принимаем .
Подставив все величины в формулу, получим
< - качение ролика обеспечено.
4.5.4. Рассчитываем жесткость пружины 4, обеспечивающий постоянный контакт толкателя с кулачком.
Устанавливаем положение толкателя, в котором имеется наибольшая вероятность его отрыва от кулачка под действием инерционного момента , таким является положение толкателя при , в котором характеристика ускорения толкателя отрицательна и максимальна по модулю
мм. Расчетный инерционный момент толкателя составит .
Для гарантированного исключения отрыва толкателя от кулачка принимаем момент на толкателе от усилия пружины 4 с запасом
Где К=1,4…..1,6 коэффициент запаса момента.
4.5.5. Строим силовую диаграмму пружины
- рабочий угловой ход толкателя
- предварительное натяжение пружины
- принимаем масштабы изображения моментов , углов , ускорений
- в осях координат , и наносим синусоидальные кривые зависимостей ; .
Значения величин изображаем по осям отрезками:
;
(по подобию треугольников ∆eag и ∆daf)
- через точки a и g проводим прямую линию характеристику пружины.
- жесткость пружины.
D:\Tmm\FIST.EXE
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
43984. | Кредитование во внешнеторговой деятельности | 288.5 KB | |
Средства для международного кредита мобилизуются на международном рынке ссудных капиталов, на национальных рынках ссудного капитала, а также за счет использования ресурсов государственных, региональных и международных организаций. Размер кредита и условия его представления фиксируются в кредитном соглашении (договоре) между кредитором и заемщиком | |||
43985. | Банковская система. Банковские риски и методы их регулировани | 701 KB | |
В первом случае речь идет о шансах получения прибыли а во втором о рисках. Предоставляя ссуды коммерческий банк исходит прежде всего из рыночных критериев прибыльности риска и ликвидности. Значение посреднической функции коммерческих банков для успешного развития рыночной экономики состоит в том что они своей деятельностью уменьшают степень риска и неопределенности в экономической системе. Именно такая неопределенность и повышенный уровень риска это плата за полученную экономическую свободу хотя имеющаяся экономическая свобода еще... | |||
43986. | Разработка методику проведения контроля с использованием заданий нестандартной формы по теме «Логарифмическая функция» | 1.82 MB | |
Обилие литературы по проблеме мотивации и мотивов сопровождается и многообразием точек зрения на их природу что вынуждает некоторых психологов впадать в излишний пессимизм и говорить о практической неразрешимости проблемы. Общим недостатком существующих точек зрения и теорий является отсутствие системного подхода к рассмотрению процесса мотивации | |||
43987. | Основы обеспечения нравственного становления личности старшеклассников средствами литературы | 237.5 KB | |
Теоретические основы становления и современного состояния теории нравственного воспитания. Становление теории нравственного воспитания в истории педагогики Анализ современного состояния теории нравственного воспитания. Факторы или условия совершенствования нравственного воспитания в школе | |||
43988. | Выбор и обоснование структуры данных для алгоритма построения красно-черного дерева | 15.01 KB | |
Красно-черные деревья - один из способов балансировки деревьев. Название происходит от стандартной раскраски узлов таких деревьев в красный и черный цвета. Цвета узлов используются при балансировке дерева | |||
43989. | Праздник для Несмеяны | 158 KB | |
Есть очень хорошая восточная пословица: До семи лет ребенок ваш царь до четырнадцати ваш раб после четырнадцати ваш друг. Царь страдает мачеха злится но колесо шантажа запущено уже давно. Ревнует она к Несмеяне к служанкам а так же боится что царь может влюбиться в кого ни будь помоложе. Отец Царь в данной ситуации выступает в роли жертвы и сильно страдает. | |||
43990. | Строительство автомобильной дороги в Хабаровском крае | 2.31 MB | |
Параметры воздействия на окружающую среду при выполнении подготовительных работ работ по сооружению земляного полотна устройству дорожной одежды разработке карьеров и резервов добыче и транспортировании минеральных материалов и соответствующие их коэффициенты значимости приведены на листе. Лист Дата ДП: Строительство автомобильной дороги III технической категории в Хабаровском крае. Лист Изм. | |||
43991. | Значения рынка акций как сферы реализации экономических интересов его участников и необходимости его развития как фактора активизации финансовых потоков на рынке капиталов | 508 KB | |
Понятие ценных бумаг их виды.Инфраструктура рынка ценных бумаг ее задачи и механизмы. Система регулирования рынка ценных бумагАнализ формирования и современного состояния российского рынка ценных бумаг. | |||
43992. | Особенности развития и роль российского газового комплекса на мировом рынке природного газа | 2.87 MB | |
Основные тенденции развития мирового рынка природного газа Эволюция структуры мирового рынка природного газа. За последние 47 лет суммарная доля трех главных природных энергоносителей нефти угля и природного газа изменилась незначительно. | |||