Проектирование фрезерного станка

 

 

Расчет передаточного отношения 2-ой переборной группы:

 

 

Расчет передаточного отношения 3-ой переборной группы:

 

 

Отсюда находим суммы зубьев переборных групп:

 

∑₁=92; ∑₂=54; ∑₃=96;

 

Определяем числа зубьев шестерен 1-ой переборной группы:

 

 

 

Определяем числа зубьев шестерен 2-ой переборной группы:

 

 

 

Определяем числа зубьев шестерен 3-ей переборной группы:

 

 

Данные заносим в таблицу 6.3.

 

 

 

 

 

Таблица 6.2 - Передаточные отношения коробки скоростей

Параметр	Передаточные отношения
Z
∑ Z	92			54			96

 

6.6 Определение моментов на валах

 

Исходные данные: 1,5 кВт;

 

Момент на валу электродвигателя:

Момент на первом валу коробки скоростей:

 

  Вт

 

Момент на втором валу коробки скоростей:

 

 Вт

 

Момент на третьем валу коробки  скоростей:

 

 Вт

 

Момент на четвертом валу коробки  скоростей:

 

 Вт

 

 

6.7 Определяем модуль зубчатых колёс:

 

 

 

мм

 мм

 мм

Примем стандартный модуль для всех передач коробки скоростей по первому ряду мм.

 

6.7 Расчет диаметров валов:

 

;

где  МПа – допускаемые напряжения при кручении, для стали 40Х (ТО – закалка ТВЧ).

Значения диаметров округляем  до ближайшего большего стандартного значения.

 ≈ 45 мм

 ≈ 30 мм

 ≈ 25 мм

 ≈ 15 мм

6.8 Расчет диаметров колес

6.8.1 Определение диаметров делительных окружностей зубчатых колёс:

 

d = z∙m, мм; 

 

d₁ = 22∙2,5 = 55 мм;

 

6.8.2 Определение диаметров вершин зубьев зубчатых колёс:

 

 

 

d_а = d+2∙m, мм;

 

d_а1 = 55+2∙2,5 = 60 мм;

 

6.8.3 Определение диаметров впадин зубьев зубчатых колёс:

 

d_f = d-2,25∙m, мм;

 

d_f = 55+2,25∙2,5 = 60,625 мм;

 

Для остальных колес, все диаметры рассчитываем аналогично и результаты заносим в таблицу 6.4

 

6.9 Определение межосевого расстояния зубчатых колёс:

;

 мм;

 мм;

 мм;

6.10 Расчет ширины венца колес

 

 

- для коробок скоростей;

 

 мм, принимаем мм;

 мм, принимаем мм;

 мм, принимаем мм;

 

Все результаты расчетов зубчатых колес заносим в таблицу 6.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.3 - Сводная таблица расчетных параметров зубчатых колес

 

Параметр	Передаточные отношения пар зубчатых колес
Z
∑Z	115			67,5			120
m	2,5
A	46			54			96
d
da
df

7 Проверочные и силовые расчёты

 

7.1 Расчёт вала на циклическую прочность

Для расчёта берём пятый вал.

 

7.2 Определяем окружные силы нормального давления в зацеплении колёс:

 

 

где М_кр - крутящий момент на валу шестерни, Н*м;

d – делительный диаметр шестерни.

d₁=38 мм, d₂=128 мм.

 

 

 

 

6.8.3 Определяем радиальные силы нормального давления в зацеплении колёс:

 

 

- угол зацепления,

 

 

 

 

6.9 Рассчитываем реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях (определяем по рисунку).

 

 

6.9.1 Реакции опор в вертикальной  плоскости:

 

 

Проверка:

6.9.2 Реакции опор в горизонтальной плоскости:

 

 

 

 

 

 

Проверка:

Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной  и вертикальной  плоскостях.

 

Рис. 6.4 - Эпюры изгибающих моментов в горизонтальной  и вертикальной  плоскостях

 

 

6.10 Расчет шпоночного соединения

 

Так как шпоночные соединения являются очень важными в коробке передач, то их необходимо проверить на смятие и на срез. Причем на срез проверяются только неподвижные соединения.

 Проверка на смятие осуществляется по эмпирической формуле:

,   (15)

где М_кр - крутящий момент на валу;

d - диаметр вала, на котором расположена шпонка;

h - высота шпонки;

l - минимальная длина шпонки;

Проверка на срез осуществляется по формуле:

 

 

,   (16)

 

 

где B - ширина шпонки.

Допустимые значения и для стали:

,

причем рассчитывается только минимальная шпонка.

Произведём расчёт шпоночного соединения на втором валу

d=75мм

b*h=18*11

l_min=36мм

 

 

 

1,1МПа<

0,67МПа<

 

Рассчитав усилие на смятие и срез, видим, что условия выполняются, т.е. шпонка в узле будет работать нормально.

Условное обозначение – шпонка 18*11*36 ГОСТ 23360-78.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ В МАШИНОСТОЕНИИ

Многоцелевые промышленные роботы предназначены для выполнения нескольких вспомогательных операций: погрузочно-разгрузочных, транспортных, складских или для обслуживания оборудования различного технологического назначения, требующего разнотипных движений и последовательностей. Универсальные промышленные роботы могут быть использованы не только для автоматизации вспомогательных операций, но и для выполнения основных технологических процессов, например, сварка, термообработки, окраски.

Конструктивные особенности универсальных (многоцелевых) промышленных роботов определяются, прежде всего, необходимым разнообразием их технологических возможностей. В связи с этим при проектировании промышленных роботов требуется обеспечить большое число (5 - 7 и более) степеней подвижности рабочего органа, например, схвата. Для возможности выполнения роботом различных технологических задач используются цилиндрические, сферические и комбинированные системы координатных перемещений звеньев манипулятора (руки и кисти). Универсальные промышленные роботы обычно обслуживают несколько единиц технологического оборудования, установленных вокруг. Их характеризует достаточно большая рабочая зона и высокая маневренность. Однако с возрастанием числа вращательных пар в кинематической структуре манипулятора затруднительно достижение большой грузоподъёмности и точности позиционирования рабочего органа, а также усложняется управление роботом.

С целью увеличения рабочей зоны, например, при обслуживании многоцелевым роботом группы станков или другого технологического оборудования манипулятор может быть установлен на подвижном основании (тележке), дополнительное переносное движение обеспечивает возможность при увеличенном ходе руки сохранить большую грузоподъёмность манипулятора.

Рука  манипулятора может быть выполнена либо как жесткая единая конструкция (обычно в форме стержня трубчатого сечения), либо в виде нескольких шарнирно соединённых звеньев. В некоторых моделях в конструкциях руки и кисти манипулятора имеется по несколько шарнирных соединений, что придаёт промышленному роботу большую подвижность и маневренность.

Манипулятор может быть оснащен механизмом кисти с двумя схемами: при повороте кисти на 180° вокруг продольной оси один схват устанавливается точно на месте другого. Двухзахватное устройство кисти особенно эффективно при обслуживании технологического оборудования, когда нужно, например, снять готовую деталь и на её место тут же установить заготовку.

 

 

Захватные устройства промышленных роботов обычно выполняются сменными.

    Для расширения областей применения универсальных (многоцелевых) промышленных роботов, а также изменения их характеристик с целью приспособления к конкретным условиям производства наряду с базовыми моделями создаются из модификации. Конструктивные варианты промышленных роботов могут собираться из унифицированных узлов, а также из специализированных узлов, созданных только для выполнения конкретных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ М20П.40.01

Техническая характеристика:

1. Грузоподъёмность, кг                                                                         2
2. Число степеней подвижности                                                              5
3. Наибольшие линейные пермещения, мм:

  по веритикальной оси                                                                   500

  по горизонтальной оси    500

                                                                                                            800

                                                                                                           1100                                                             

             4.  Наибольшие угловое перемещения, град:

         руки относительно вертикальной  оси                                        300

    кисти относительно продольной  оси                                       90; 180

    кисти  относительно поперечной оси                                         ±3,5

   

5. Диапазон скорости линейных перемещений, м/с:   

          по вертикальной оси                                                              0,005…0,5                                                    

          по горизонтальной оси                                                            0,008…1,0

 

6. Диапазон скорости угловых перемещений, град/с:

             руки относительно вертикальной  оси                                           60

             кисти относительно продольной  оси                                             60

             кисти относительно поперечной  оси                                             30

 

7. Наибольшая абсолютная ошибка позиционирования, мм                  ±1 

 

8. Усилие зажима схвата, Н                                                                    350;500

 

9. Время зажима-разжима, с                                                                        2

 

10. Диапазон размеров, захватываемых деталей

              по наружному диаметру, мм                                                              50…268

 

11.  Масса (без устройства ЧПУ)                                                                570

Многоцелевые ПР типа применяются для Автоматизации погрузочно-разгрузочных работ, обслуживания различного технологического оборудования, межоперационного и межстаночного транспортирования объектов обработки и выполнения других вспомогательных операций.

Общий вид ПР М20П. 40.01 показан на чертеже.

Исполнительным механизмом ПР является манипулятор, который обеспечивает установку в пределах рабочей зоны захватного механизма-схвата.

 

 

 Манипулятор имеет четыре степени подвижности руки 1 в сферической системе координат, которые, реализуются механизмами:

        Установочные перемещения руки осуществляются с помощью электромеханических следящих приводов, ориентирующие движения руки и кисти руки и зажим-разжим схвата - пневмоцилиндрами.