2.2. Проектирование привода механических прессов

Механизм привода пресса представляет собой совокупность валов и передач (клиноременной и зубчатых), при помощи которых крутящий момент, развиваемый электродвигателем и маховиком пресса, передается на главный (кривошипный) вал пресса.

В главных приводах современных механических прессов преимущественное применение нашли цилиндрические (прямозубые и косозубые) передачи. Зубчатые приводы механических прессов обеспечивают передачу расчетного крутящего момента с приводного вала на все главные валы проектируемой машины при заданной частоте вращении последней.

Помимо этого приводы современных механических прессов содержат муфты включения и тормоза, служащие для передачи управления работой машины.

В механических прессах зубчатые передачи могут располагаться в специальном корпусе, монтироваться с наружной стороны станины или внутри траверсы, определяя порой ее габаритные размеры. При монтаже зубчатых передач в специальном корпусе или траверсе станины удается обеспечить обильную жидкую смазку колес, поэтому по принципу работы они близки к закрытым передачам, а при установке на внешней стороне станины, несмотря на наличие кожуха, - лишь густую смазку зубьев, поэтому они являются открытыми.

В общем случае в приводах механических прессов каждая зубчатая передача состоит из находящихся в зацеплении двух или трех зубчатых колес. Зубчатое колесо, находящееся на ведущем валу, называют шестерней, а находящееся на ведомом валу – колесом. Дополнительное колесо называют реверсивным или паразитным колесом. В простой передаче шестерня непосредственно соединяется с колесом, а в передаче с увеличенным межосевым расстоянием – уже через паразитное колесо.

Совокупность нескольких однотипных зубчатых передач, работающих параллельно, образует одну ступень зубчатого привода. По общему числу ступеней различают одно-, двух- и трехступенчатые зубчатые приводы. В зависимости от расположения ступень называют тихоходной (колесо на главном валу), промежуточной или быстроходной (шестерня на приводном валу). В одноступенчатом приводе имеется только тихоходная ступень, в двухступенчатом – тихоходная и быстроходная, в трехступенчатом – тихоходная, промежуточная и быстроходная.

Проектирование приводов механических прессов заключается в обеспечении передачи крутящего момента посредством расчета количества и параметров ступеней зубчатых передач. Расчет геометрии зубчатых передач выполняется с учетом конструктивных особенностей проектируемого привода, которые могут быть одного из следующих типов (рис. 22).

Первым этапом расчета является определение геометрических характеристик зубчатой пары. Вначале вычислим значение делительного межосевого расстояния, определяемого по зависимости:

(2.11)

Коэффициент суммы смещений:

(2.12)

Угол профиля зуба определяет отношение:

(2.13)

Рис. 22. Конструктивные схемы приводов

Угол зацепления:

(2.14)

Значение межосевого расстояния определяет зависимость:

(2.15)

Делительные диаметры шестерни и колеса определяют формулы () и ():

(2.16)

(2.17)

Передаточное число зубчатой передачи определяет отношение:

(2.18)

Начальные диаметры шестерни и колеса найдем по формулам () и ():

(2.19)

(2.20)

Коэффициент воспринимаемого смещения:

(2.21)

Коэффициент уравнительного смещения:

(2.22)

Диаметры вершин зубьев шестерни и колеса определяют зависимости () и ():

(2.23)

(2.24)

Диаметры впадин шестерни и колеса определяются по формулам () и ():

(2.25)

(2.26)

Коэффициент наименьшего смещения:

(2.27)

Радиус кривизны в граничной точке профиля зуба определим по формуле ():

(2.28)

Основной диаметр:

(2.29)

Угол профиля зуба в точке окружности вершин определяет зависимость:

(2.30)

Радиусы кривизны активного профиля зуба в нижней точке у шестерни и колеса определяют зависимости () и ():

(2.31)

(2.32)

Коэффициент торцевого перекрытия:

(2.33)

Угол наклона линии вершин зубьев шестерни:

(2.34)

Нормальная толщина на поверхности вершин зубьев шестерни:

(2.35)

Основной угол наклона:

(2.36)

Угол профиля в точке на концентрической окружности диаметра dx:

(2.37)

Расчетное число зубьев в длине общей нормали определяет зависимость:

(2.38)

Длина общей нормали:

(2.39)

Постоянная хорда:

(2.40)

Высота постоянной хорды:

(2.41)