- •1.1. Патентный поиск
- •1.2. Патенты
- •2. Разработка структурной и кинематической схем пресса
- •2.1. Исходные данные для проектирования
- •2.2. Структурная схема пресса
- •2.3. Кинематическая схема пресса
- •3. Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням передач
- •4. Выбор типа кривошипного вала
- •5. Расчет кривошипного вала
- •6. Определение приведенного относительного плеча.
- •7. Расчет на прочность кривошипного вала и зубчатой передачи
- •8. Определение угла, усилия и момента заклинивания прочностью деталей.
- •9. Определение параметров зубчатой передачи
- •10. Усилие по ползуну, допускаемое прочностью тихоходной передачи
- •11. Построение графика допускаемых усилий на ползуне прочностью оси и зубчатой передачи.
- •12. Подбор типового графика рабочих нагрузок.
- •13. Наложение графика рабочих нагрузок на график допускаемых усилий на ползуне.
- •14. Кинематические параметры
8. Определение угла, усилия и момента заклинивания прочностью деталей.
При эксплуатации кривошипных прессов приходится сталкиваться с явлением заклинивания кривошипно-шатунного механизма. Это происходит в случае перегрузки при недостаточном запасе энергии маховика или при перегрузке и нарушении связи коленчатого вала с приводом (срабатывание предохранителя или проскальзывание фрикционной муфты). При этом на ползун действует определенная сила сопротивления, появившаяся в результате упругой деформации станины и других деталей пресса, препятствующая перемещению ползуна, в результате чего происходит заклинивание кривошипно-шатунного механизма. Упругие силы, возникающие в деталях кривошипно-шатунного механизма, стремятся повернуть шатун и кривошип так, чтобы снять возникшие деформации, но повороту препятствуют моменты трения в шарнирах, и для снятия упругих сил необходимо приложить дополнительный момент на приводе. Граничный угол, фиксирующий положение равновесия (𝑚к и = 𝑚к ), называют «углом заклинивания αз».
Угол заклинивания определяется по формуле:
Приведенное относительное плечо идеальной машины:
Приведенное относительное плечо момента:
Усилие заклинивания определяем по аналогии с усилием на ползуне, допускаемым прочностью оси:
МН
Момент заклинивания:
9. Определение параметров зубчатой передачи
Согласно рекомендациям (табл. 3.4. [1]):
Угол наклона зубьев:
Угол зацепления аw=20о
Нормальный модуль: ;
см.
Принимаем: см.
Материал:
Шестерня – Сталь 45У – улучшенная.
Колесо – Сталь 45Л.
Принимаем число зубьев шестерни:
Ширина зуба:
; см.
Принимаем: см.
Число зубьев:
Шестерня: ;
Колесо: ;
.
Принимаем: .
Окружной модуль: ;
см.
Коэффициенты смещения:
;
;
.
Межосевое расстояние:
;
см.
Принимаем: см;
Начальные диаметры:
; см;
; см.
Диаметры вершин зубьев:
;
;
; (рис. 3.4 [1]);
см;
см;
см;
см.
Значения принимаемых величин заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Значения принимаемых величин и полученных расчетов
Параметр |
Шестерня |
Колесо |
Диаметр начальной окружности, мм |
27,78 |
222,22 |
Диаметр окружности вершин зубьев, мм |
32,49 |
224,51 |
Межосевое расстояние, мм |
125 |
125 |
Модуль зубчатой пары, мм |
1,75 |
1,75 |
Число зубьев |
15 |
120 |
Коэффициент смещения |
0,45 |
-0,45 |
Передаточное число |
8 |
8 |
Коэффициент формы зуба |
0,105 |
-0,105 |
Рабочая ширина венца, мм |
21 |
21 |
Число оборотов в минуту |
71 |
71 |
Окружная скорость в зацеплении, м/с |
7,41 |
7,41 |
Число потоков равномерного крутящего момента в ступени |
30 |
30 |
Коэффициент, зависящий от материала зубчатой пары |
214 |
214 |
Коэффициент СК при BW |
0,96 |
0,96 |
Предел выносливости материала зубьев при изгибе шестерни и колеса, Мпа |
330 |
330 |
Контактное напряжение на рабочих поверхностях зубьев: - (допускаемое), МПа - (максимальное), МПа |
840 1760 |
840 1760 |
Запас прочности зубьев по расчету шестерни и колеса |
2 |
2 |
Угол зацепления в торцевом сечении |
20 |
20 |
Угол наклона зубьев колес |
10 |
10 |