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