Проект двух стороннего агрегатного сверлильного станка для обработки шести отверстий

расстояние между объединенными шпинделями удовлетворяет условию

,

где R_1max,R_2max,R_c – максимальные радиусы зубчатых колес, которые можно установить на объединяемых и групповом валу (определяются из условия совместимости с соседними шпинделями, внутренними стенками литья и применяемостью зубчатых колес при выбранном модуле зацепления). 
 

   2. Выбор электродвигателя

   Согласно  таблице 41 стр. 139 [15] выбираем ближайшее значение мощности привода главного движения.

   Для сверления выбираем электродвигатель 1004У3мощностью Р = 4 кВт и частотой вращения n = 1425 об/мин.

   Тип упорного угольника УЕ3713 (5). Размеры  угольника: В =400, В₁ = Н = 320, α =385, α₁ = 440, α₂ = 345, b = 260, b₂ = 206, c = 40, c₁ = 120, c₂ = 270, c₄ = 240, h = 100, h₁ = 160. Размеры электродвигателя: D = 180, L₁ = 167, L₂ = 300, M = 265, M₁ = 153, T = 250, m = 2,5, t = 22. 

   3. Разработка схемы объединения валов и шпинделей

   В схему объединения шпиндельной  коробки входят следующие узлы: 6 шпиндельных узла, объединяющий вал, 8 валов и привод.

   Шпиндели  вращаются против часовой стрелки  со стороны инструмента с частотой вращения 1000 об/мин. Объединяющий вал вращается по часовой стрелке с частотой вращения [7]: n₂ = n_дв/i = 1425*0,67 = 1000 об/мин.

    

   4. Расчёт зубчатых  колёс

   Расчёт  проводится по [7]. Передаточное отношение: i = n_дв/n_ш = 1425/1000 = 1,42; . Материал сталь 40Х.

   Число зубьев: z₁ = 22, z₂ = i₂ · z₁ = 42, z₃ = z₄ = z₅ = 28

   Делительные диаметры: d₁ = z₁ · m = 22 · 3 = 55 мм, d₂ = 105 мм,

d₃ = 90 мм d₃ = d₄ =d₅=70

   Диаметры  вершин зубьев: da₁ = d₁ + 2m = 60мм, da₂ = d₂ + 2m = 110 мм, da₃ = 80 мм.

   Ширины  колёс для прямозубой шестерни ψ = 0,25: b₁ = 55 · 0,25 = 14 мм, b₂ = 14 + 5 =19, b₃ = 19+ 5 = 24мм. 
 
 
 

                       5. Предварительный расчёт валов

                                          Расчёт проводится по [7].

   Первый  вал: , где [τ_к] = 20 (МПа)

   

   Выбираем: db₁ = 25 (мм), dn₁ = 30 (мм), dk₁ = 35 (мм).

   

   Выбираем: db₂ = 25 (мм), dn₂ = 30 (мм), dk₂ = 35 (мм).

   

   Выбираем: db₃ = 25 (мм), dn₃ = 30 (мм), dk₃ = 35 (мм).

   d₃ = d₄ = d₅; 

   6. Конструктивные размеры шестерни и корпуса

   Расчёт  проводится по [7].

   Диаметр ступицы:

     

   Длина ступицы:

   Толщина обода: δ_о = (2,5÷4)m = (7,5÷12) ≈ 8 (мм)

   Толщина диска: С₁ = 0,3 · b₁ = 4,2 (мм), С₂ = 0,3 · b₂ = 5.7 (мм),

С₃ = 0,3 · b₃ = 7,2 (мм).

   Толщина стенки корпуса: δ = 0,025 · aω = 0,025 · 200 = 5 (мм),

выбираем  δ = 8 (мм)

   Зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса:

А = 1,2 · δ = 8 · 1,2 = 9,6 (мм),  принимаем А = 10 (мм).

   Расстояние  между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенки корпуса: А₁ = δ = 8 (мм).

   7. Выбор подшипников  и шпонок

   Для трёх шпинделей выбираем шариковые однорядные радиальные подшипники (ГОСТ 8338-75)

   205-лёгкая серия диаметров 1, нормальная серия ширин 0

d = 25 (мм), D = 52 (мм), B = 15 (мм), r = 1.5 (мм), С = 14000 (Н), С_о = 6950 (Н), N_пр.п. = 9500 (об/мин), N_пр.ж. = 12000 (об/мин).

   Шпонки  выбираем призматические (ГОСТ 23360-78) [7] 

   Размеры:  b = 10 мм  

                  h = 8 мм  

                  t  = 50 мм  

                  t₂ = 3.3 мм  

                  l = 25 мм   

   8. Уточнённый расчёт  валов

   Расчёт  производим по [7].

   Материал вала Сталь 45, σ_-1 = 380 МПа, τ_-1 =230 МПа.

   

   

Рис.2 Эпюры  моментов и сил 

   Момент  сопротивления W_н:

   Переменная  составляющая циклов напряжения σ, МПа:

   Коэффициент запаса прочности по изгибу S_σ:

   Момент  сопротивления кручению:

   Переменная  составляющая циклов напряжений:

   Коэффициент запаса прочности по кручению:

   Коэффициент запаса прочности:

   Коэффициент запаса прочности больше допустимого (4 > 2,5), поэтому вал оставляем без изменений. 

   9. Проверка подшипников  на долговечность

   Проверка  производится по [7]. Проверяем шариковые однорядные радиальные подшипники 106, 170, 108.

   Эквивалентная нагрузка:

   Долговечность:

                           10 .Смазка шпиндельной коробки 

Смазка имеет  большое значение для обеспечения  работоспособности и долговечности  станка, способствует уменьшению потерь на трение, повышению допустимых скоростей за счет отвода тепла из зоны тепловыделения и уменьшению износа трущихся поверхностей.

Для смазки станков  преимущественно используют жидкие индустриальные масла различных  марок: для шпиндельных подшипников скольжения с малым зазором применяют маловязкие сорта масел, для направляющих – масла повышенной вязкости и специальные сорта, обеспечивающие повышение устойчивости движения, для коробок скоростей и подач – масла средней вязкости. Консистентные смазки применяют значительно реже – для смазки подшипников качения, работающих при средних скоростях, и в сравнительно тихоходных зубчатых передачах.

Система смазки должна обеспечивать подачу масла ко всем трущимся поверхностям: подшипниковым  узлам, направляющих движения и т.д.

                                         Расчет смазки

Способ смазки индивидуальная, непрерывная под  давлением с помощью шестеренного насоса.

Объем масла: V=2,8 л.

Смазочный материал – масло индустриальное И40А ГОСТ 20799-75.

Способ подведения смазочного материала в зоны зубчатых зацеплений по трубопроводам.

Определение требуемой  производительности:

,

где A – работа сил трения;

N – мощность привода;      η – КПД привода.

η = 0,88

Количество тепла, выделяемое при трении

Количество тепла  отводимого смазочной жидкость

,

где Q – количество подаваемой жидкости;

c – удельная теплоемкость (с = 0,4);

γ – удельный вес масла;

Δt  - перепад температур при попадании масла на трущиеся поверхности и при стекании масла   Δt = (5÷8)⁰С.

При условии, что  W₁ = W₂ получим выражение для требуемой производительности насоса. 

Коэффициент принимают  равным k = 1÷3.

Принимаем насос  АТ 11-11.

Частота вращения 500 об/мин.

Потребляемая  мощность 0,25 кВт. 
 

                                11.Система охлаждения 

     Подача  в зону резания охлаждающей жидкости обеспечивает повышение стойкости  режущего инструмента и качества обрабатываемой поверхности. В качестве охлаждающей жидкости используются: 5-процентный раствор соды в воде, эмульсии, осерненные масла и др.

     В состав системы охлаждения входят резервуар-отстойник  для охлаждающей жидкости, насос, фильтр, приемник для сбора охлаждающей  жидкости и трубопроводы для подачи охлаждающей жидкости в зону резания и отвода отработанной жидкости в резервуар.

     К зоне резания охлаждающая жидкость подается по обычной системе трубопроводов. Ответвление трубопровода, по которому жидкость непосредственно поступает  в зону резания, должно быть гибким, с тем чтобы наконечник, через который подается охлаждающая жидкость, мог бы подавать в зону контакта режущего инструмента с обрабатываемой деталью. Для этого используются трубопроводы с шарнирными соединениями или гибкие шланги. Наконечники выполняют со скошенным срезом или сплющенными.  

                                                   Расчет охлаждения

     Объем резервуара-отстойника принимаем равным производительности системы охлаждения за 10-12 мин.

     Конструкция должна обеспечивать удобство его очистки.

     Охлаждающая жидкость должна также вымывать образующегося  в процессе резания стружки. Для  определения производительности системы  охлаждения может быть использование  выражение.

      ,

     где Q₁ – количество жидкости, необходимое для удаления стружки, принимаем равным 10÷30 л/мин;

     

N_эф - эффективная мощность, затрачиваемая на резание, кВт;

     

k – коэффициент, который принимается равным, k = 2÷6;

     

     

     Перепад температуры может быть принят равным 15-25⁰ при отсутствии в системе охлаждения специальных теплообменн                                                              12.Заключение

   В данном курсовом проекте был разработан дувх сторонний агрегатный сверлильный шести шпиндельный станок для обработки корпуса, а так же приспособление и шпиндельная коробка.

   При проектировании были произведены необходимые  расчёты и проверки.

   Так же для обеспечения безопасности и удобства работы были предусмотрены пункты, содержащие необходимые требования.

   13.Список литературы