Міністерство освіти і науки України

Національна металургійна академія України

Кафедра прикладної механіки

Однокривошипний прес

Пояснювальна записка до курсового проекту по ТММ

“Проектування та дослідження схем механизмів

однокривошипного преса”

Дніпропетровськ

Исходные данные для расчета:

Ход главного ползуна ……………………………………….… H_B=0.16м

Частота вращения кривошипа ……………………………..... n₁=56мин^-1

Частота вращения ротора электродвигателя ………….…. n=680мин^-1

Передаточное отношение клиноременной передачи …… Up=4

Модуль зацепления ……………………………………………. m=12мм

Максимальное значение усилия прессования ……………. Q₀=600kH

Масса кривошипа ………………………………………………. m₁=490кг

Масса шатуна …………………………………………………… m₂=129кг

Масса ползуна ………………………………………………….. m₃=1250кг

Коэффициент отношения длины звеньев …………………. λ= l_OA / l_AB =0.4

1. Проектирование и кинематика основного механизма пресса

Длина кривошипа

l_ОА=H_B/2=0.16/2=0.08м

Длина шатуна

l_АВ= l_ОА/λ=0,08/0,4=0,2м

Угловая скорость кривошипа

ω₁=πn₁/30=3.14·56/30=5,86c^-1

Линейная скорость т.А

V_A= ω₁· l_ОА=5,86·0.08=0,47м/с

Нормальное ускорение т.А

a_A= ω₁²· l_ОА=5,86²·0.08=2,747 м/с²

Масштаб плана положений

К _l = l_ОА/ОА=0.08/80=0.001м/мм

Масштаб плана скоростей

К _V = V_A/(p_Va)=0.47/115=0.004 м/с мм

Масштаб плана ускорений

Ка = a_A/(p_Va΄)=2,747/138=0,02 м/с² мм

Скорость т.B определим из решения системы векторных уравнений:

V_В= V_A+ V_ВA

V_В= V_С+ V_ВС

Ускорение т.B определим из решения системы векторных уравнений:

a_В= a_A+ a_ВAⁿ+ a_ВA^τ

a_В= a_C+ a_{ВC .}

Нормальные составляющие ускорений определим по формуле:

a_ВAⁿ= V_ВA²/l_АВ=[(ab)· К_V]²/ l_АВ ,

здесь (ab) – отрезок с плана скоростей.

Положения 1 и 5.

a_ВAⁿ=(115 · 0,004)²/0,2=1,058 мм/с²/м,

отрезок, соответствующий этой нормальной составляющей на плане ускорений:

(a΄b˝)= a_ВAⁿ/Ка=1,058/0,02=52,9мм.

Положения 2,4,6 и 8.

a_ВAⁿ=(84,78 · 0,004)²/0,2=0,575 мм/с²/м,

отрезок, соответствующий этой нормальной составляющей на плане ускорений:

(a΄b˝)= a_ВAⁿ/Ка=0,575/0,02=28,75мм.

Положения 3 и 7.

a_ВAⁿ= 0,

отрезок, соответствующий этой нормальной составляющей на плане ускорений:

(a΄b˝)= a_ВAⁿ/Ка=0.

Угловая скорость шатуна:

ω₂= V_ВA/ l_АВ, с^-1

Угловое ускорение шатуна:

ε₂= a_ВA^τ/ l_АВ, с^-2

Линейные и угловые скорости и ускорения точек и звеньев механизма приведены в таблице.

Таблица 1 - Линейные и угловые скорости и ускорения точек и звеньев механизма

Поло-жения	VВA, м/с	VВ, м/с	ω2,с^-1	aВA^n, м/с^2	aВ, м/с^2	aВA^τ, м/с^2	ε2,с^-2
1	0,46	0	2,3	1,058	3,82	0	0
2	0,34	0,42	1,7	0,575	1,98	1,87	9,35
3	0	0,46	0	0	-1,205	3,01	15,05
4	0,34	0,23	1,7	0,575	-1,93	1,87	9,35
5	0,46	0	2,3	1,058	-1,702	0	0
6	0,34	-0,23	1,7	0,575	-1,93	1,87	9,35
7	0	-0,46	0	0	-1,205	3,01	15,05
8	0,34	0,42	1,7	0,575	1,98	1,87	9,35

2.Проектированите зубчатой передачи привода

Общее передаточное отношение привода и передаточное отношение зубчатой передачи:

U = n/n₁ = U_pU₁₂,

│U₁₂│= z₂/z₁ = │U/U_p│

U =680/56=12,143

│U₁₂│=12,143/4=3,04

Из условия отсутствия подрезания зубьев передачи:

Z_min= 34.2/(2- U₂₁)

Z_min = 34.2/(2-(-1/3,04)) = 14.68,

принимаем z₁=15.

z₂= z₁·U₁₂

z₂=15·3,04=44,63

принимаем z₂=45.

Погрешность подбора:

│U₁₂│= z₂/z₁=45/15=3.

ΔU₁₂ = (U₁₂-│U₁₂│)100%/ U₁₂

ΔU₁₂ = (3,04-3)100/3,04 = 1,32%

Геометрические размеры зубчатого зацепления:

диаметры начальных окружностей:

d_W1=m·z₁=12·15=180мм

d_W2=m·z₂=12·45=540мм

диаметры окружностей выступов:

d_а1=m·(z₁+2)=12·(15+2)=204мм

d_а2=m·(z₂+2)=12·(45+2)=564мм

диаметры окружностей впадин:

d_f1=m·(z₁-2.5)=12·(15-2.5)=150мм

d_f2=m·(z₂-2.5)=12·(45-2.5)=510мм

Шаг зацепления:

p=π∙m= π∙12=37,68мм

Толщина зуба и ширина впадины:

S=e=p/2=37,68/2=18,84мм

Межцентровое расстояние:

а_W=m(z₁+ z₂)/2=12(15+45)/2=360 мм

Радиус закругления ножки зуба:

r=0.4∙m=0.3∙12=3,6мм

Коэффициент перекрытия зацепления:

Е= (L΄₁ L΄₂)/ p∙cosα_W

Е = 56,987/37,68∙cos20°=1,6086

(L΄₁ L΄₂)-длина практической линии зацепления

α_W=20° - угол зацепления