123716 (Пресс испытательный)

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана

Кафедра "Детали машин"

Пресс испытательный

Пояснительная записка

ДМ 545-03.00.00 ПЗ

Студент Тамбовцев М.В.

гр. СМ2-61

Руководитель проекта

Леликов О.П.

Москва 2006 г.

Содержание

1. Расчет шарико-винтовой передачи

2. Кинематический расчет

2.1 Подбор электродвигателя

2.2 Выбор варианта редуктора

3. Расчет ременной передачи

4. Эскизное проектирование

4.1 Предварительный расчет диаметров валов

4.2 Предварительный расчет длин валов

4.3 Конструирование зубчатой передачи

4.3.1 Конструирование червячного колеса

4.3.2 Конструирование червяка

4.4 Конструирование крышек подшипников

4.4.1 Конструирование крышки подшипника для быстроходного вала

4.4.2 Конструирование крышки подшипника для тихоходного вала

4.5 Конструирование корпуса

4.6 Конструирование крышки люков

5. Расчет подшипников

5.1 Выбор типа и схемы установки подшипников

5.2 Расчет подшипников на быстроходном валу

5.2.1 Определение сил, нагружающих подшипник

5.2.2 Выбор подшипника

5.2.3 Расчет на ресурс

5.2.4 Подбор посадки подшипника

5.3 Расчет подшипников на тихоходном валу

5.3.1 Определение сил, нагружающих подшипник

5.3.2 Выбор подшипника

5.3.3 Расчет на ресурс

5.3.4 Подбор посадки подшипника

6. Проверочный расчет валов на прочность

6.1 Расчет быстроходного вала

6.1.1 Расчет вала на статическую прочность

6.1.2 Расчет вала на сопротивление усталости

6.2 Расчет тихоходного вала

6.2.1 Расчет на статическую прочность

6.2.2 Расчет вала на сопротивление усталости

7. Расчет соединений.

7.1 Шпоночные соединения

7.2 Расчет соединений с натягом

7.2.1 Расчет посадки венца червячного колеса на вал

8. Выбор смазочных материалов

8.1 Смазывание передач

8.2 Смазывание подшипников

8.3 Смазывание шарико-винтовой передачи

9. Проектирование рамы

Список используемой литературы

1. Расчет шарико-винтовой передачи

Полный расчет шарико-винтовой передачи (ШВП) проводится на компьютере с помощью специальной программы.

Входные параметры расчета данной передачи и параметры выбора варианта приведены в Приложении 1.

Частота (мин^-1) вращения винта определяется по формуле:

где V_прес – скорость прессования, V_прес=0,00315 м/с; p – шаг винта, р=20мм.

После анализа предварительных результатов выбираем вариант №3, так как в этом случае передача при прочих равных условиях имеет меньшие габариты.

Результатом окончательного расчета передачи является Приложение 2.

2. Кинематический расчет

2.1 Подбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения. Потребляемую мощность (кВт) привода определяют по формуле:

,

где T – момент на тихоходном валу, T=241.9 Нм (по результатам расчета ШВП); n – частота вращения тихоходного вала, n=9.45 об/мин (по результатам расчета ШВП); _общ – общий КПД кинематической цепи.

,

где _ред – КПД редуктора, ; _подш– КПД подшипника, _подш =0,99; _рем. – КПД ременной передачи, _рем. =0,95 [2, с. 7];

кВт

Определим общее передаточное число механизма U_общ:

где n_э – частота вращения электродвигателя; n – частота вращения тихоходного вала, n=9.45 мин^-1; U_ред – передаточное число червячной передачи, U_ред=50;

U_рем – передаточное число ременной передачи, U_рем=2 [2, с. 7].

Расчетная частота электродвигателя:

мин^-1

Для расчетов по табл. 24.9 [2, c. 459] выбирается электродвигатель АИР 71А6/915 с мощностью P_э= 0,37 кВт.

Уточним передаточное число редуктора:

По этому значению передаточного числа будет производиться далее расчет.

2.2 Выбор варианта редуктора

При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия наилучшим образом, удовлетворяющие различным, часто противоречивым требованиям: наименьшей массе, габаритам, стоимости, наибольшему КПД, требуемой жесткости, надежности.

Применение ЭВМ для расчетов передач расширяет объем используемой информации, позволяет произвести расчеты с перебором значений наиболее значимых параметров: способа термической обработки или применяемых материалов (допускаемых напряжений) и др. Пользователю необходимо провести анализ влияния этих параметров на качественные показатели и с учетом налагаемых ограничений выбрать оптимальный вариант.

Расчет проводится в два этапа. На первом отыскивают возможные проектные решения и определяют основные показатели качества, необходимые для выбора рационального варианта: массу механизма, межосевое расстояние, материал венца колеса, коэффициент полезного действия. Анализируя результаты расчета, выбирают рациональный вариант.

На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры, требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчетов валов и подшипников.

В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия. Так как в данном случае производство редукторов мелкосерийное, то желательно чтобы размеры и стоимость были минимальны.

Исходные данные к расчету червячной передачи и параметры для выбора варианта приведены в Приложении 2.

После анализа полученных результатов выбираем вариант №2, так как имеет выше КПД по сравнению с вариантом №3, вариант №1 не подходит вследствии малого межосевого расстояния.

Окончательный расчет передачи по варианту №2 приведен в Приложении 3.

3. Расчет ременной передачи

Полный расчет проводится на компьютере с помощью специальной программы.

Входные параметры расчета данной передачи мощность электродвигателя , частота вращения .

Результаты расчета приведены в Приложении 4

4. Эскизное проектирование

4.1 Предварительный расчет диаметров валов

Предварительные оценки значений диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам [2 с.45].

Для быстроходного вала:

где U_рем – передаточное число ременной передачи; d_э – диаметр вала электродвигателя.

По таблице 24.27 [2, стр. 475] выбираем стандартный диаметр: d = 22

Диаметр вала под подшипник качения [2 с.45]:

по ряду нормальных линейных размеров принимаем d_п=30 мм.

Диаметр заплечика подшипника:

по ряду нормальных линейных размеров

Для тихоходного вала:

Так как тихоходный вал является корпусом гаек шарико–винтовой передачи, то размеры будем определять по [6, с. 341] для стандартной ШВП.

Диаметр вала под подшипник качения:

Диаметр заплечика подшипника:

принимается = 130

Диаметр под венец червячного колеса:

4.2 Предварительный расчет длин валов

Предварительные оценки значений длин (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам [2 с.53]:

Для быстроходного вала:

Длина посадочного вала:

Длина промежуточного участка:

Для тихоходного вала:

Длины тихоходного вала определим по [6, с. 341] для стандартной ШВП. Уточним после прорисовки.

4.3 Конструирование зубчатой передачи

4.3.1 Конструирование червячного колеса

Материал БрО5Ц5С5 ГОСТ 613-79

Ширина венца 34

Число зубьев 58

Диаметр отверстия под вал

Модуль зацепления

Ширина торцов венца

Фаски на торцах венца

Угол фаски

4.3.2 Конструирование червяка

Выполняют червяк за одно целое с валом. Все параметры берутся из распечатки.

4.4 Конструирование крышек подшипников

Материал для всех крышек подшипников СЧ15.

Все крышки назначаются привертными. Определяющим при конструировании крышки является диаметр отверстия в корпусе под подшипник. При установке в крышке подшипников манжетного уплотнения выполняют расточку отверстия так, чтобы можно было выпрессовать изношенную манжету.

4.4.1 Конструирование крышки подшипника для быстроходного вала

Наружный диаметр крышки

Толщина стенки [2 с.169]

Толщина боковой стенки

Размеры других элементов:

[2 с.159].

Диаметр отверстия под манжету 52 мм.

4.4.2 Конструирование крышки подшипника для тихоходного вала

Наружный диаметр крышки

Толщина стенки [2 с.169]

Толщина боковой стенки

Размеры других элементов:

[2 с.159].

Диаметр отверстия под манжету 150 мм.

4.5 Конструирование корпуса

Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор:

,

где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:

Толщина стенки, отвечающая требованиям технологии литья, необходимой прочности и жесткости корпуса:

Корпус имеет довольно простую форму, поэтому, сравнивая литье по выпловляемым моделям и литье в оболочковые формы, которое значительно дешевле первого, выбираем второй способ. Этот способ применяется для отливок простой формы из чугуна и стали.

4.6 Конструирование крышки люков

Для заливки масла в редуктор, контроля правильности зацепления и для внешнего осмотра деталей делают люки. Конструируют крышку-отдушину.