Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Практикум по дисциплине "Оборудование отрасли"

Голосов: 0

Практикум по дисциплине "Оборудование отрасли" ориентирован на формирование практических умений и навыков по анализу кинематики, конструкции, расчету параметров настройки металлорежущих станков различных групп. Практикум содержит задания для практических работ и методические указания по их выполнению, приведены теоретические сведения и список рекомендуемой литературы. Издание адресовано студентам вузов и колледжей, обучающимся по специальности 050501.65 Профессиональное обучение (машиностроение и технологическое оборудование).

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
         Теоретические сведения. Кинематическая схема станка представ-
ляет собой условное изображение взаимосвязанных отдельных меха-
низмов, участвующих в передаче движений различным исполнитель-
ным органам. Передачи, связывающие вращение двух соседних валов,
образуют группу (элементарную коробку) передач. Порядок чередова-
ния групп в передаче выражает структурная формула
                         Zгр = Zx1  Zx2 …  Zxn,
где Z – число передач в группе; i  их передаточное отношение; х1, х2,
хn − кинематические характеристики групп передач.
     Для кинематических расчетов коробок скоростей применяется
графоаналитический метод.
     Сущность графоаналитического метода состоит в условном изо-
бражении валов, их частот вращения, передач и их передаточных отно-
шений в виде структурных сеток и графиков частот вращения.
      Структурная сетка дает представление о количестве передач ме-
жду валами, знаменателе и диапазоне регулирования элементарных ко-
робок, последовательности включения передач для обеспечения ряда
частот вращения шпинделя. Структурная сетка характеризует законо-
мерности изменения передаточных отношений в групповых передачах
при изменении частот вращения шпинделя по геометрическому ряду.
     Показатели для анализа структурной сетки:
     1) Симметричность и веерообразность расположения лучей. Сим-
метричность структурной сетки может быть обеспечена в том случае,
если произведение максимального и минимального передаточного от-
ношения равно 1, т. е.
                               i min • i max = 1.




                                  10


     2) Количество передач в группах, равное 2, 3 или 4:
                                 Zгр = 2, 3, 4.
     3) Уменьшение количества передач в группах при приближении к
шпинделю:
                           Z х0 > Zх1 > Zх2 ..> Zхт.
     4) Увеличение характеристик переборных групп от основной к
последней переборной:
                            Х0 < Х1 < ….. < Хт.
     6) Диапазон регулирования
                            R= Хпп (Zпп 1) [R],
     где Хпп – кинематическая характеристика последней переборной
группы; Zпп – число передач в последней переборной группе; [R] = 8.
     График частот вращения является видоизмененной структурной
сеткой и показывает действительные значения частных передаточных
отношений передач и частот вращения валов. График частот вращения
строится в соответствии с кинематической схемой привода и структур-
ной сеткой. Анализ графика частот вращения производится по следую-
щим условиям:
     1) Наибольшая возможная частота вращения первичного вала.
     2) Уменьшение передаточного отношения в группах по мере при-
ближения к шпинделю.
     3) Для ограничения размеров зубчатых колес и радиальных габа-
ритов коробок скоростей нормалями станкостроения установлены пре-
делы передаточных отношений:
                             imin  0,25, imax  2,
что соответствует значению диапазона регулирования
                                    imax   2
                            [R] =             8.
                                    imin 0,25



                                    11


      Передаточные отношения, удовлетворяющие                  этому условию,
возможны в том случае, если число полей между линиями, условно обо-
значающими передачи, при выбранном  не превышает указанное в
табл. 3
                                                                    Таблица 3
          Максимальное число полей, допускаемое для пересечения
                 линиями передач на структурном графике
                             Число интервалов (показатель степени )
      Передачи
                       = 1,12     = 1,26    = 1,41    = 1,58     = 1,76
    Понижающая          12           6          4          3           2

    Повышающая           6           3          2          1           1




                             Практическое занятие 3
                    РАСЧЕТ ЧИСЕЛ ЗУБЬЕВ КОЛЕС
             КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ ПРЯМЫМ СПОСОБОМ


      Задание. По заданным исходным данным рассчитать числа зубьев
колес коробки скоростей прямым способом.
      Исходные данные:
        знаменатель стандартного геометрического ряда частот вра-
щения      шпинделя; n1 число оборотов первого вала коробки скоро-

стей, об/мин; nmin  минимальная частота вращения шпинделя, об/мин;
структурная сетка и график частот вращения.
      Знаменатель стандартного геометрического ряда частот вращения



                                      12


шпинделя , структурная сетка и график частот вращения берутся по
результатам выполнения практического занятия 2. Мощность электро-
двигателя и минимальное число оборотов шпинделя приведены в табл. 4.


                                                             Таблица 4
          Исходные данные для расчета чисел зубьев колес коробки
                  n1 ,      nmin ,                    n1 ,      nmin ,
   Вариант                                Вариант
                 об/мин    об/мин                   об/мин     об/мин

      1           700        63             13       2795          90

      2           1400       90             14       1600          125

      3           2450       40             15       2780          45

      4           900        90             16       1600          63

      5           2030      160             17        700          22

      6           1250       25             18       1615          40

      7           1600       63             19       1110          100

      8           2880       90             20       2450          40

      9           645        16             21       2760          63

     10           550        50             22       1340          22

     11           855        22             23       1600          50

     12           2760       45             24        470          30
Примечание: Коробка проектируется в соответствии с графиком частот вра-
щения, построенным на основе данных табл. 2.


     Теоретические сведения. Расчёт чисел зубьев прямым способом
может использоваться как основной метод получения чисел зубьев ко-
робки скоростей станка, альтернативный методу наименьшего общего
кратного. Выбор чисел зубьев ведущих зубчатых колес, передающих


                                     13


полную мощность и, соответственно, наибольший крутящий момент
(Z1, Z7, Z11 и т.д.), для каждой группы колес осуществляется произ-
вольно с учетом того, что Z ≥ 20. Затем на основе графика частот вра-
щения, построенного по результатам практического занятия 2 опреде-
ляются передаточные отношения каждой пары зубчатых колес (рис. 1).
     На графике частот вращения зубчатые передачи представлены в
виде лучей с разным наклоном, соединяющих узловые точки графика.
Лучи с наклоном вверх (считая слева направо) изображают ускоритель-
ную передачу (i>1), а направленные вниз — замедляющую передачу
(i<1). Горизонтально расположенные линии соответствуют передаточ-
ному отношению i=1.


                 I                   II                  III


   Z1                                                          Z7
       0                                                         0
   Z2                                                          Z8
   Z3
       -1
   Z4
   Z5                                                           Z9
       -2                                                           -3
   Z6                                                           Z 10




     Интервал
                                                               225
                          Х=1                   Х=3
                      Рис. 1. График частот вращения:
        I  первичный вал; II  промежуточный вал; III  шпиндель;
  Z  числа зубьев колес; Х  кинематические характеристики групп колес;
                знаменатель геометрического ряда ( = 1,26)


                                   14


     Передаточные отношения для каждой пары зубчатых колес коробки
определяют по графику частот вращения. Их выражают через знамена-
тель геометрического ряда :

                                    i =  k,

где к  число интервалов между смежными валами, которые пересекает
данный луч на графике частот вращения.
     Знак «+» принимается для ускоряющей передачи, «»  для замед-
ляющей передачи; для горизонтальных лучей к = 0, i = 1.
      Принятое число зубьев ведущего колеса в группе и известные пе-
редаточные отношения являются основой расчета чисел зубьев прямым
способом.
     1) Рассчитаем числа зубьев основной группы колес.
     Число зубьев ведущего зубчатого колеса основной группы, пере-
дающего наибольший вращающий момент, принимаем как Z5 = 26.
                                                 Z5   1
    Находим Z6. Из графика частот вращения           2 , отсюда Z6 = Z1
                                                 Z6 

× φ2 = 26 •1,262 = 42; принимаем Z6 = 42.


     Определяем Z3. При постоянном модуле в пределах одной элемен-
тарной коробки Z5 + Z6 = = Z3 +Z4 = 68, из графика частот вращения
Z3 1
   , т.е. Z4 = Z3 •  . Но Z5 + Z6 = Z3 +Z4 = 68, следовательно, Z3 + Z3 
                      1
Z4 

× 1 = 68. Подставляя  = 1,26, получаем Z3 • (1 + 1) = 68 и Z3 = 30, тогда
Z4 = 38
                                                         Z1
     Рассчитываем Z1. Из графика частот вращения             0 , следова-
                                                         Z2
тельно, Z1=Z2 = Z3 + Z4 =68.



                                    15


Тогда Z2 = Z1× 0 = 34; следовательно, Z1 = 34
    Таким образом, Z1 + Z2 = Z3 + Z4 = Z6 + Z 5 = 26 + 42 = 30 +38 = 34 + 34 =
= 68.
Числа зубьев основной группы колес рассчитаны правильно.
         2) Рассчитаем числа зубьев переборной группы колес.
         Число зубьев ведущего зубчатого колеса переборной группы, пе-
редающего наибольший вращающий момент, принимаем как Z9 = 44.

                                                      Z9   1
        Находим Z10. Из графика частот вращения           3 , отсюда Z10 =
                                                      Z10 

Z9 • φ3 = 44 • 1,263 = 88; принимаем Z10 = 88.
                                                           Z7
        Рассчитываем Z7. Из графика частот вращения            0 ; следова-
                                                           Z8
тельно, Z7=Z8 = Z9 + Z10 = 132.
Тогда Z7 = Z8 • 0 = 66, следовательно, Z8 = 66
        Таким образом, Z7 + Z8 = Z9 + Z10 = 66 + 66 = 44 +88 = 132.
    Числа зубьев переборной группы колес рассчитаны правильно.
    3) Проверим отклонение фактических частот вращения шпинделя
от заданных. Допустимое отклонение определяют по формуле
                                  [Δn]=10 • (φ1)%.
Для φ=1,26 допустимое отклонение равно 2,6%.
    4) Рассчитаем фактические частоты вращения шпинделя. Например,
для рассматриваемого примера фактическая минимальная частота вра-
щения шпинделя при заданном n1 = 720 об/мин рассчитывается как

                          Z5  Z9  720  26  44  222 об мин.
           n iф  720 
                          Z6 Z10          42 88
    Относительное отклонение ее от стандартной частоты вращения:




                                       16


              niф  ni             225  222
     Δ ni                100               0,01%  Δn   2,6%.
                ni                   225
    Проверка выполняется для всех частот вращения. Если проверка не
удалась, то кинематический расчет необходимо повторить, изменив ис-
ходные числа зубьев ведущих шестерен.
    Проверка по условию свободного переключения блока производится
для тройных блоков колес. В нашем случае числа зубьев колес тройного
блока следующие: Z1 = 26; Z3 = 30; Z 5 = 34.
    Условие проверки: Z3  Z5 ≥ 5.
    В нашем случае Z3  Z5 = 30 – 26 = 4 ≤ 5.
       Следовательно, необходимо увеличить Z1 и произвести расчет
повторно, например, приняв Z5= 34:
                  Z5 = 34, Z6 = 54, Z1 = Z2 = 44, Z3 = 39, Z4 = 45.
         Условие свободного переключения блока будет удовлетворено:

                                       Z5  Z3 = 5.
      Числа зубьев колес переборной группы принимаем без изменений.




                            Практическое занятие 4
        РАСЧЕТ НАСТРОЙКИ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ ГОЛОВОК
       НА ПРОСТОЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ДЕЛЕНИЕ


      Задание. Для настройки делительной головки на простое деление
определить полное число оборотов рукоятки и величину доворота руко-
яткой; при дифференциальном делении определить полное число оборо-
тов рукоятки и величину доворота, передаточное отношение зубчатых




                                       17


колес гитары и их числа зубьев. Изобразить кинематическую схему ги-
тары делительной головки, настроенной по исходным данным.
     Исходные данные:
     Z – число делений; N − характеристика делительной головки. Ис-
ходные данные приведены в табл. 5.
     Теоретические сведения. Универсальные делительные головки
применяют для настройки универсально-фрезерных станков на фрезеро-
вание равномерно распределенных по окружности соответствующих
профилей (рис.2).



                                                             5

              1                                              3

              2                                              4

                                                             6




                  Рис. 2. Универсальная делительная головка
           1  корпус, 2  шпиндель, 3  делительный диск, 4  рукоятка,
                  5  гитара сменных колес, 6  раздвижной сектор.


     Различают три способа настройки универсальных делительных го-
ловок: непосредственное деление, простое деление, дифференциальное
деление.
     Непосредственное деление применяется для деления заготовок на
число частей, равное 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24, или кратное 15. Отсчет угла
поворота производят по лимбу, установленному на шпинделе.



                                      18


                                                           Таблица 5
Исходные данные для расчета параметров настройки делительной
          головки на простое и дифференциальное деление.
Вариант              Z1                Z2                  N
   1                 23                45                  40
   2                 47                67                  40
   3                 28                61                  40
   4                 40                59                  40
   5                 59                42                  40
   6                 60                89                  40
   7                 61                25                  40
   8                 62                39                  40
   9                 79                54                  40
  10                 75                45                  40
  11                 45                27                  40
  12                 34                39                  40
  13                 39                34                  40
  14                 41                42                  40
  15                 76                39                  40
  16                 89                20                  40
  17                 121              122                  40
  18                 113              100                  40
  19                 101               95                  40
  20                 99                48                  40
  21                 56                49                  40
  22                 48                59                  40
  23                 55                79                  40
  24                 23                75                  40




                              19



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика