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:


Пресс испытательный


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


Пресс испытательный


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:


Пресс испытательный,


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); hобщ – общий КПД кинематической цепи.


Пресс испытательный,


где hред – КПД редуктора, Пресс испытательный; hподш– КПД подшипника, hподш =0,99; hрем. – КПД ременной передачи, hрем. =0,95 [2, с. 7];


Пресс испытательный

Пресс испытательный кВтПресс испытательный


Определим общее передаточное число механизма Uобщ:


Пресс испытательный


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

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

Расчетная частота электродвигателя:


Пресс испытательный

Пресс испытательный мин-1


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

Уточним передаточное число редуктора:


Пресс испытательный

Пресс испытательный


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 Пресс испытательный, частота вращения Пресс испытательный.

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:


Пресс испытательный


где Uрем – передаточное число ременной передачи; dэ – диаметр вала электродвигателя.


Пресс испытательный Пресс испытательный


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

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


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


по ряду нормальных линейных размеров принимаем dп=30 мм.

Диаметр заплечика подшипника:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


по ряду нормальных линейных размеров Пресс испытательныйПресс испытательный

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:


Пресс испытательныйПресс испытательный


Диаметр заплечика подшипника:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


принимается Пресс испытательный = 130Пресс испытательный

Диаметр под венец червячного колеса:


Пресс испытательныйПресс испытательный


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:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


Длина промежуточного участка:

Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


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 34Пресс испытательный

Число зубьев 58

Диаметр отверстия под вал Пресс испытательныйПресс испытательный

Модуль зацепления Пресс испытательныйПресс испытательный

Ширина торцов венца Пресс испытательныйПресс испытательный

Фаски на торцах венца Пресс испытательныйПресс испытательный

Угол фаски Пресс испытательный


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 Пресс испытательныйПресс испытательный

Толщина стенки Пресс испытательныйПресс испытательный[2 с.169]

Толщина боковой стенки Пресс испытательныйПресс испытательный

Размеры других элементов:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный[2 с.159].


Диаметр отверстия под манжету 52 мм.


4.4.2 Конструирование крышки подшипника для тихоходного вала

Наружный диаметр крышки Пресс испытательныйПресс испытательный

Толщина стенки Пресс испытательныйПресс испытательный[2 с.169]

Толщина боковой стенки Пресс испытательныйПресс испытательный

Размеры других элементов:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательный[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:


Пресс испытательный,


где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.


Пресс испытательныйПресс испытательный


Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


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


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


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.

Параметры крышки:

Длина крышки Пресс испытательный Пресс испытательный

Толщина штампованного стального листа


Пресс испытательныйПресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


5. Расчет подшипников


5.1 Выбор типа и схемы установки подшипников


Для фиксирования от осевых смещений поставим подшипники по схеме "враспор".

Предварительно назначаются конические роликоподшипники для всех валов редуктора:

Выбирается подшипник 7306 ГОСТ 27365-87 с параметрами:

d = 30 мм, D = 72 мм, В = 19 мм , Cr = 52,8 кH, Cor =39 кH, e=0,31, Y=1.9.

Выбирается подшипник 7224 ГОСТ 27365-87 с параметрами:

d =120 мм, D = 180 мм, В =36 мм , Cr = 252 кH, Cor =236,6 кH, e=0,369, Y=1.624.


5.2 Расчет подшипников на быстроходном валу


5.2.1 Определение сил, нагружающих подшипник.

Реакции от консольной силы:


Пресс испытательный

Пресс испытательный


Реакции от сил в зацеплении:


Пресс испытательный


-вертикальные составляющие:


Пресс испытательный


-горизонтальные составляющие:


Пресс испытательный


Суммарные реакции:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


Суммарные реакции на валу:


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


5.2.2 Выбор подшипника

Выбирается подшипник 7306 ГОСТ 27365-87 с параметрами: d = 30 мм, D = 72 мм, В = 19 мм , Cr = 52,8 кH, Cor =39 кH, e=0,31, Y=1.9. Более нагруженной является опора 2. Дальнейший расчет будет вестись по ней.


5.2.3 Расчет на ресурс

Радиальная сила


Пресс испытательный

где Пресс испытательный - коэффициент эквивалентности. Для режима нагружения II Пресс испытательный [2 c.118].


Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


Минимально допустимые осевые нагрузки:


Пресс испытательный

Пресс испытательный


Осевые нагрузки:


Пресс испытательный


V- коэффициент вращения кольца, V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки.

Принимаем X=0.4 [2 c.116]. Эквивалентная радиальная динамическая нагрузка


Пресс испытательный


где Пресс испытательный - коэффициент безопасности, по таблице 7.6 [2 c.118]Пресс испытательный; Пресс испытательный - температурный коэффициент, Пресс испытательный [2 c.117].

Пресс испытательныйПресс испытательный


Расчетный ресурс (долговечность) подшипника (ч):


Пресс испытательный


где Пресс испытательный - коэффициент долговечности, по таблице 7.7 [2 c.119] Пресс испытательный; Пресс испытательный - коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации, Пресс испытательный [2 c.119].


Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный, следовательно выбранный подшипник подходит.


5.2.4 Подбор посадки подшипника

Внутреннее кольцо подшипника вращается, нагружение циркуляционное


Пресс испытательный


по таблице 7.8 [2 c.131] выбирается поле допуска на вал Пресс испытательный

Нагружение наружнего кольца подшипника - местное.

По таблице 7.9 [2 c.131] выбирается поле допуска на отверстие H7.


5.3 Расчет подшипников на тихоходном валу


5.3.1 Определение сил, нагружающих подшипник

Реакции от сил в зацеплении:


Пресс испытательный


-вертикальные составляющие:


Пресс испытательный


-горизонтальные составляющие:


Пресс испытательный

Полные реакции.


Пресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный

Пресс испытательныйПресс испытательный


Более нагруженной является опора 2. Дальнейший расчет будет вестись по ней.


5.3.2 Выбор подшипника

Выбирается подшипник 7224 ГОСТ 27365-87 с параметрами:

d =120 мм, D = 180 мм, В =36 мм , Cr = 252 кH, Cor =236,6 кH, e=0,369, Y=1.624 .


5.3.3 Расчет на ресурс

Радиальная сила


Пресс испытательный


где Пресс испытательный - коэффициент эквивалентности. Для режима нагружения II Пресс испытательный [2 c.118].


Пресс испытательныйПресс испытательный

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: