Кинематическое и динамическое исследование рычажного механизма пресса. Конструкторская разработка редуктора и расчёт прочности отдельных деталей привода пресса, страница 6

2 – вал промежуточной ступени

3 – вал тихоходной ступени

4 – колесо тихоходного вала

5 – шестерня тихоходного вала

6 – шестерня быстроходного вала

7 – колесо быстроходного вала

8 – корпус редуктора

2.1 Выбор электродвигателя

Самыми приемлемыми электродвигателями для пресса является трехфазные асинхронные, короткозамкнутые двигатели с мощностью

4 кВт серии АИР100L4 с частотой  1410  предназначенные для продолжительного режима работы, закрытые обдуваемые.

Требуемую мощность электродвигателя определяем по формуле, кВт

 кВт где - мощность сил движущих. Ее найдем по формуле

 кВт

 кВт где - КПД машинного агрегата без учета потерь в двигателе (собственные потери двигателя учитываются в его входных параметрах).

При соединении механизмов  редуктора и пресса

где - КПД редуктора; - КПД кривошипно-ползунного механизма (пресса); - КПД соединительной муфты.

Электродвигатель и редуктор, редуктор и пресс соединяют с помощью муфт, например упругих втулочно-пальцевых, КПД которых можно принять равным = 0.99. КПД кривошипно-ползунного механизма принимаем равным  = 0.8.

Для определения КПД редуктора пользуются формулой

, где m – число зубчатых пар, m = 2;  - сумма коэффициентов гидравлических потерь и потерь в зацеплении одной зубчатой пары. ;  - коэффициент потерь в одной паре подшипников. ; n – число пар подшипников, n = 3.

Мощность от сил полезного сопротивления  находится:

Вт

 

Посчитаем мощность сил движущих:

 кВт

При частоте вращения вала  и по полученным данным подбираем электродвигатель АИР 100L4 с мощностью  кВт.

2.2. Общее передаточное отношение

Общее передаточное отношение редуктора находим по формуле

2.3. Выбор схемы редуктора

Они весьма технологичны, имеют малую ширину. Допускают лёгкую и рациональную комбинацию с редукторами типов Ц, Ц3, КЦ, КЦ 2, ЧЦ.

Рекомендуемый диапазон передаточных отношений U=8…40

2.4 Разбивка общего передаточного отношения по двум его ступеням.

Выбор максимальных передаточных отношений для цилиндрических редукторов с целью получения минимальных габаритных размеров редуктора выполняется по следующим рекомендациям:

на тихоходной:

на быстроходной:

Определим вращающий момент на валу электродвигателя

Момент на быстроходном валу

 

Момент на тихоходном валу

Для дальнейшего расчета ступеней редуктора, необходимо определить допускаемое контактное напряжение на валах.

Для колеса и шестерни возьмем сталь 40Х (улучшение и закалка ТВЧ): 235÷262

Определим среднюю твердость колес

 ,где HB – твердость зубьев

Базовые числа циклов нагружений:

Для колеса

Для шестерни 

При расчете на изгиб

Действительные числа циклов перемены напряжений:

Для колеса

Для шестерни

Коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям   . При     .

Коэффициент долговечности при расчете на изгиб т.к.

Допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба для колеса:

Для шестерни 

Допускаемое контактное напряжение:

мПа

2.5 Расчет тихоходной ступени

Рассчитаем межосевое расстояние:

мм где ,, .

Рассчитаем делительный диаметр колеса:

мм

Найдем ширину колеса по формуле:

 мм

Ширина шестерни      мм

Модуль передачи рассчитаем, приняв коэффициент  для косозубых колес.

Далее найдем минимальный угол наклона зубьев по формуле:

Чтобы определить действительное значение угла , а он должен быть в интервале от  до , определяем суммарное число зубьев:

тогда угол  будет равен:

, угол примем.

Число зубьев шестерни определяем как:

Теперь проверяем, не меньше ли число зубьев минимального значения:

Определим число зубьев колеса:

Фактическое передаточное число определим по формуле:

Отклонение от заданного передаточного числа равно:

Уточним диаметры шестерни и колеса:

 мм;  Округляем: мм

мм.

Рассчитаем диаметры окружностей вершин  и впадин зубьев :

 мм

мм

 мм

мм

2.6 Расчет быстроходной ступени

Аналогично производим расчеты быстроходной ступени.

мм

Округляем до 100 мм.

где ,, .

Рассчитаем делительный диаметр:

Округляем до 163 мм.