Коробка скоростей универсального горизонтально - фрезерного станка

Введение 3
1 Обоснование основных технических характеристик проектируемого станка 6
1.1 Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя 6
1.2 Диапазон регулирования подач 10
1.3 Мощность электродвигателя привода главного движения 11
1.4 Тяговое усилие подачи и мощность двигателя подачи 13
2 Кинематический расчет привода главного движения 16
2.1 Построение графика частот вращения шпинделя 16
2.2 Выбор кинематической схемы привода главного движения 20
2.3 Определение чисел зубьев и модулей зубчатых колес 20
2.4 Определение окружных скоростей зацепления колес 22
2.5 Аналитическая проверка точности кинематического расчета 24
3 Силовые расчеты элементов спроектированного узла 26
3.1 Механическая характеристика привода главного движения 26
3.2 Расчет наиболее нагруженной зубчатой передачи на выносливость при изгибе 27
3.3 Расчет наиболее нагруженной зубчатой передачи на контактную выносливость 31
3.4 Определение диаметров валов. Расчет наиболее нагруженного вала на усталостную прочность 32
4 Автоматизация работы станка 38
5 Особенности работы спроектированного узла 40
Заключение 42
Список используемой литературы 43

Создание современных, точных и высокопроизводительных металлорежущих станков обуславливает повышенные требования к их основным узлам. В частности, к приводам главного движения и подач предъявляются требования: по увеличению жёсткости, повышению точности вращения валов, шпиндельных узлов. Станки должны обеспечивать возможность высокопроизводительного изготовления без ручной последующей доводки деталей, удовлетворяющих современным непрерывно возрастающим требованиям к точности.
Универсальный горизонтальный консольно–фрезерный станок предназначен для выполнения различных фрезерных работ в условиях индивидуального производства.
Фрезерные станки общего назначения предназначены для фрезерования разнообразных изделий из черных и цветных металлов.
На горизонтальных консольно–фрезерных станках при наличии делительной головки, наряду с выполнением других работ, можно также производить фрезерование зубчатых колес.
Данные станки можно применять для изготовления штампов, металлических моделей, пресс – форм, шаблонов, кулачков и т.п.
Обработка на станках может производиться цилиндрическими, пальцевыми, торцевыми и специальными фрезами.
Для обработки поверхностей различного вида шпиндельная головка может перемещаться в горизонтальной плоскости. У некоторых станков головка вместе со шпинделем может перемещаться в вертикальной плоскости.
Технологические возможности станков могут быть расширены с применением делительной головки поворотного круглого стола и других приспособлений.
Техническая характеристика и жесткость станка позволяют полностью использовать возможности быстрорежущего и твердосплавного инструментов.
Для обработки на станках деталей машин с разными размерами и режущим инструментом, с различными режущими свойствами, при большом числе технологических операций для получения оптимальных режимов резания необходимо изменять частоты вращения шпинделя в пределах от nmin до nmax.
Для рассматриваемого станка в качестве привода главного движения применяем коробку передач со ступенчатым регулированием частоты вращения, соединённую с асинхронным электродвигателем. К приводу главного движения предъявляем следующие требования: обеспечение необходимой мощности резания, сохранение постоянства мощности резания в коробках скоростей и крутящего момента, обеспечение заданного диапазона регулирования скорости, высокий КПД, надёжность, простота обслуживания и малые размеры.
Ступенчатое регулирование даёт возможность установить ограниченное число частот вращения в заданных пределах. По этой причине величина регулирования не всегда может быть установлена оптимальной. Механизмы со ступенчатым регулированием компактны, просты и имеют более высокий КПД по сравнению с бесступенчатым регулированием.

При выполнении данного курсового проекта поставленная цель была выдержана, а именно: расчёт кинематики коробки скоростей универсального консольного горизонтально – фрезерного станка.
Спроектированная коробка скоростей данного станка отвечает всем требованиям техники безопасности при работе станка, его обслуживании, ремонте и эксплуатации.
Диапазон частот вращения привода главного движения соответствует данному типу станка, а также заданной структурной формуле.
Мощность привода главного движения рассчитана таким образом, что обеспечивает на всех частотах вращения шпинделя необходимые режимы резания и методы обработки деталей.
Построение графика частот вращения сделано строго согласно заданию, с учетом всех рекомендаций, изложенных в методических указаниях и справочной литературе.
Определение передаточных отношения и чисел зубьев, зубчатых передач рассчитаны согласно соответствующим стандартам в станкостроении.
Кинематическая схема коробки скоростей выполнена с учетом межосевых расстояний между валами и разработана таким образом, что предотвращает возникновение «кинематических замков».
Окружные скорости зацепления колес не превышают допустимого значения для выбранного типа прямозубых цилиндрических колес.
Аналитическая проверка точности кинематического расчета показывает, что рассчитанные фактические частоты вращения лежат в допустимых пределах от нормальных частот вращения.
Силовые расчеты зубчатых колес спроектированной коробки скоростей удовлетворяют рассчитанным условиям выносливости поверхностей зубьев при изгибе и условиям контактной выносливости для данного типа материала зубчатых колес.
Из расчета наиболее нагруженного вала на усталостную прочность определяется диаметр соответствующего вала, значения диаметров остальных валов определяются конструктивно и по известным эмпирическим формулам.
Загрузка станка автоматизирована при помощи промышленного робота, который обеспечивает подачу заготовки в рабочую зону станка.