Проектирование формующей оснастки
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
оображений определим межосевое расстояние. По этим данным однозначно определиться делительный диаметр зубчатых венцов, в случае, если венцы нарезаны без смещения.
Определим геометрические размеры передачи, в объеме курсового проекта не рассчитывая передачу на долговечность. Ниже приведен расчет в среде MathCad 11.
Делительный диаметр, мм:
Передаточное отношение:
Межосевое расстояние, мм:
Ширина зубчатого венца, мм
Максимальный модуль зацепления, мм:
Примем модуль, равный, мм:
Минимальный угол наклона, град:
Суммарное число зубьев передачи:
Окончательный угол наклона, град:
Число зубьев шестерни и пуансона:
Диаметр выступов, мм:
Диаметр впадин, мм:
4.Расчет усилия выталкивания изделия
Для расчета системы съёма необходимо знать усилие свинчивания изделия с пуансона. Расчетная схема основывается на том, что из-за усадки материал изделия теряет сцепление с внутренней и боковой поверхностью резьбы. Поэтому плотный контакт достигается только по внешнему диаметру резьбы.
Произведем расчет момента свинчивания изделия:
Длина свинчивания, м:
Средний диаметр резьбы, м:
Модуль упругости пластика, Па:
Линейная усадка полимера, %:
Средняя толщина изделия в месте резьбы, м:
Удельное давление, Па:
Ширина витка, м:
Ширина впадины, м:
Боковой угол профиля резьбы, град:
Вспомогательный угол, град:
Коэффициент трения пластика о сталь:
Шаг резьбы, м:
Начальный момент, необходимый для скручивания изделия, Нм:
Полученное значение момента свинчивания изделия необходимо для дальнейшего расчета системы съёма изделия по критериям работоспособности. В пояснительной записке приведен расчет ходового винта на прочность.
5.Расчет системы охлаждения
Произведем тепловой расчет литьевой формы. Итогом расчета будет получение значения массового расхода воды, необходимого для поддержания температурного режима формы, и размеры каналов охлаждения в пуансоне и матрице.
Расчет проведем в среде MatnCad 11:
Теплоемкость полимера ПА, Дж/кг К
Количество тепла, поступающего за один цикл с расплавом полимера, Дж
Температура внешней поверхности формы, 0С
Температура воздуха в цеху, 0С
Боковая поверхность формы, м2
Коэффициент теплоотдачи, Вт/мК
Количество тепла, отдаваемое формой за счет конвекции , Дж:
Теплота теряемая за счет излучения, Дж
Теплоту, которую необходимо отвести хлад.агентом за один цикл, Дж
Теплоемкость воды, Дж/кг К
Допустимая разность температур для охлаждающей воды, град
Масса охлаждающей воды, необходимая для отвода тепла за цикл литья, кг
Расход через пуансон и матрицу, кг
Плотность воды, кг/м3
Скорость течения воды в канале, м/с
Площадь каналов охлаждения, м2
6.Прочностные расчеты
6.1 Расчет ходового винта на кручение
Определим коэффициент полезного действия винтовой пары по формуле
Где ? - угол подъема винтовой линии,
? - приведенный угол трения.
Определим момент на винте в среде MatnCad 11:
КПД зубчатой передачи с опорами
КПД опоры скольжения
Крутящий момент на винте, Нм
Рассчитаем винт на прочность по касательным напряжениям
Окончательно, максимальные касательные напряжения в винте составляют 195 МПа. Используем сталь 40Х ГОСТ4543-71 со сквозной в масле до твердости 39 HRC. У такого материала допускаемое касательное напряжение при кручении 280МПа.
6.2Расчет сухарей на смятие
Сухари литьевой формы работают на сжатие от сил, возникающих при запирании формы. В данной конструкции формы имеется три комплекта сухарей: сухари зубчатой передачи, сухари толкателей и сухарь системы охлаждения.
Произведем расчет всех комплектов сухарей с помощью метода конечных элементов в программном пакете CosmosWorks 2007. Все плиты изготовлены из стали.
Рассчитаем сухари зубчатой передачи. Эпюра эквивалентных напряжений рис. 1 приведена в Приложении. Эквивалентные напряжения строятся на основе четвертой (энергетической) теории прочности. Максимальное напряжение в сухарях - 29,8 МПа, Среднее напряжение по телу - 21 МПа. Предел текучести Стали 20 (после нормализации) - 250 МПа. Таким образом минимальный коэффициент запаса прочности составляет - 8,3. Средний коэффициент запаса прочности составляет - 11.
Далее приведем расчет комплекта сухарей плиты толкателей. Эпюра эквивалентных напряжений: рис. 2 Приложения. На рисунке представлена эпюра эквивалентных напряжений. Максимальное напряжение в сухарях - 49 МПа. Предел текучести Стали 20 - 250 МПа. Таким образом, коэффициент запаса прочности составляет 5,1.
Последним расчетом будет расчет на смятие сухарей уплотнения системы охлаждения пуансона. Эпюра эквивалентных напряжений представлена на рис. 3 Приложения. Максимальное напряжение - 25 МПа. Коэффициент запаса прочности при использовании Стали 20 - 10.
.3Расчет опорной втулки на смятие
Опорная втулка с резьбой, по которой движется плита толкателей работает на сжатее при впрыске расплава в форму. Расч