Документ: Детали машин е, страницы 1-5 | Студенческое хранилище

15

Министерство образования Российской Федерации

САМАРСКИЙ ордена ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика С.П. КОРОЛЁВА.

Кафедра «Основы конструирования машин»

Пояснительная записка к курсовому проекту по деталям машин

«Проектирование главного редуктора вертолета»

Студент Егоров А.В.

Преподаватель Керженков А.Г.

Вариант 9.5

Группа № 2305

САМАРА 2001 г.

Реферат

Курсовой проект.

Пояснительная записка: 31 стр., 7 рис., 1 таблица, 5 источников.

Графическая документация: 3 листа.

анализ, вал, габариты, кпд, мощность, напряжение, передаточное отношение, передача цилиндрическая, подшипник, редуктор

В курсовом проекте рассмотрен синтез, а также кинематический, энергетический, проектировочный расчёт и анализ редуктора вертолёта. Произведён подбор чисел зубьев зубчатых колёс, определены основные габариты передач, произведена проверка редуктора на контактную и изгибную прочность. Спроектирован альтернативный вариант редуктора. Произведена оценка диаметров валов, рассчитаны силы в зацеплениях.Подобраны и рассчитаны на долговечность подшипники.Рассчитаны на прочность валы , болтовые и шлицевые соединения.

КАФЕДРА ОСНОВ КОНСТРУИРОВАНИЯ МАШИН

Задание на курсовой проект по «Деталям машин»

Задание № 9.5

Спроектировать главный редуктор вертолета.

Плоскость вращения

несущего винта

Плоскость крепления

к подредукторной раме

Рис 1. Схема редуктора.

Таблица 1

Исходные данные.

Наименование	Обозначение	Величина
Осевая сила, кН	F_T	6,0
Радиальная сила, кН	F_H	0,4
Частота вращения входного вала, об/мин	n_ВХ	1650
Частота вращения выходного вала, об/мин	n_ВЫХ	220
Выходная мощность, кВт	Р_ВЫХ	125
Длина, мм	l	600
Ресурс работы, ч	t_h	1250
Номер типового режима нагружения	-	0

Содержание

Перечень условных обозначений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	6
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
1. Кинематический и энергетический расчет редуктора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
1.1. Определение общего передаточного отношения редуктора и разбивка его по ступеням. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
1.2. Определение частоты вращения валов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
1.3. Назначение КПД передач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
1.4. Определение мощности на валах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
1.5. Определение крутящих моментов на валах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	9
2. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений. . . . . . . . . . . . . . . . .	10
2.1. Выбор материала зубчатых колес. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	10
2.2. Определение допускаемых контактных напряжений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	10
2.3. Определение допускаемых напряжений изгиба. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	11
3. Проектирование первой цилиндрической передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	12
3.1. Определение основных габаритов передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	12
3.2. Определение модуля и чисел зубьев. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	12
3.3. Определение геометрических параметров передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
3.4. Проверочный расчет передачи на контактную и изгибную прочность . . . .	13
4. Проектирование второй цилиндрической передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
4.1. Определение основных габаритов передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
4.2. Определение модуля и чисел зубьев. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
4.3. Определение геометрических параметров передачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	15
4.4. Проверочный расчет передачи на контактную и изгибную прочность. . . . . .	16
5. Оценка диаметров валов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	17
6. Предварительный подбор подшипников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
7.Определение сил в зацеплениях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
8.Подбор подшипников на заданный ресурс и долговечность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
8.1 Расчёт подшипников, установленных на входном валу . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
8.2 Расчёт подшипников, установленных на промежуточном валу . . . . . . . . . . . .	19
8.3 Расчёт подшипников, установленных на выходном валу . . . . . . . . . . . . . . . . .	20
9.Расчёт валов на прочность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
9.1 Расчёт на прочность входного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
9.2 Расчёт на прочность промежуточного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	22
9.3 Расчёт на прочность выходного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
10.Расчёт шлицевых соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
10.1 Расчёт шлиц на входном валу . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	23
10.2 Расчёт шлиц выходного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
10.3 Расчёт шлицевого соединения ступицы зубчатого колеса с валом . . . . . . . . .	24
11 Расчёт болтовых соединений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
11.1 Расчёт болтов крепления редуктора к раме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
11.2 Расчёт болтов крепления зубчатого колеса к валу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	24
12.Система смазки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	25
Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	26
Список использованных источников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	27
Приложение А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	28
Приложение Б. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	29
Приложение В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	30
Приложение Г. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	31

Перечень условных обозначений

a	-	делительное межосевое расстояние,	мм;
a_w		межосевое расстояние,	мм;
b_w	-	рабочая ширина венца зубчатой передачи,	мм;
d	-	делительный диаметр шестерни (колеса),	мм;
d_b	-	основные диаметры шестерни (колеса),	мм;
d_w	-	начальные диаметры шестерни (колеса),	мм;
d_a	-	диаметры вершин зубьев шестерни (колеса),	мм;
d_f	-	диаметры впадин шестерни (колеса),	мм;
T₁	-	крутящий момент на валу шестерни,	Нмм;
P₁	-	мощность на валу шестерни,	кВт;
n	-	число оборотов шестерни (колеса),
t_h	-	ресурс работы редуктора,	ч;
_{H lim b}	-	базовое значение контактных напряжений,	МПа;
[_H ]₁₍₂₎	-	допускаемое контактное напряжение шестерни (колеса),	МПа;
[_H]	-	допускаемое контактное напряжение зацепления,	МПа;
S_F	-	коэффициент запаса по напряжениям изгиба;
_{F lim b}	-	базовое значение напряжения изгиба,	МПа;
[_F]₁₍₂₎	-	допускаемое изгибное напряжение шестерни (колеса),	МПа;
S	-	толщина зуба по делительной окружности шестерни (колеса),	мм;
S_H	-	коэффициент запаса по контактной прочности;
	-	угол наклона зуба,	град;
N_HO	-	базовое число циклов;
K_HE	-	коэффициент эквивалентности по контактным напряжениям;
N_HE	-	эквивалентное число циклов перемены контактных напряжений;
K_HL	-	коэффициент долговечности при расчёте по контактным напряжениям;
K_FE	-	коэффициент эквивалентности по изгибным напряжениям;
N_FE	-	эквивалентное число циклов перемены напряжений изгиба;
K_FC	-	коэффициент , учитывающий влияние двустороннего нагружения;
K_FL	-	коэффициент долговечности при расчёте по напряжениям изгиба;
_ba	-	коэффициент ширины зубчатого колеса относительно межосевого расстояния;
K	-	коэффициент нагрузки;
K`	-	ориентировочный коэффициент нагрузки;
K_a	-	вспомогательный коэффициент,	(МПа)^1/3;
K_v	-	коэффициент динамической нагрузки;
_bd	-	коэффициент ширины зубчатого колеса относительно начального диаметра шестерни;
K_	-	коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца;
m_F	-	показатель степени уравнения выносливости по изгибу;
V	-	окружная скорость,	м/с;
m_min	-	минимально допустимый модуль,	мм;
m	-	модуль зацепления,	мм;
Z_v	-	эквивалентное число зубьев;
Y_	-	коэффициент , учитывающий перекрытие зубьев;
Y_	-	коэффициент , учитывающий наклон зубьев;
Y_F	-	коэффициент формы зуба эквивалентного колеса;
Y_F1	-	коэффициент формы зуба шестерни;
Z₁	-	число зубьев шестерни;
Z₂	-	число зубьев колеса;
Z_	-	суммарное число зубьев;
Z_M	-	коэффициент, учитывающий механические свойства материалов зубчатых колёс;
Z_H	-	коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей зубьев;
_t	-	угол профиля зуба в торцевом сечении,	град;
_tw	-	угол зацепления ,	град;
_b	-	угол наклона линии зуба на основном цилиндре ,	град;
_	-	коэффициент торцевого перекрытия ;
_	-	коэффициент осевого перекрытия ;
_H	-	расчётное контактное напряжение ,	МПа ;
_F	-	расчётное изгибное напряжение шестерни (колеса) ,	МПа ;

Введение

Для передачи движения от двигателя к исполнительному механизму применяется редуктор, благодаря которому увеличивается крутящий момент и уменьшается частота оборотов. Он обладает компактностью, надежностью и долговечностью. Поэтому редукторы получили широкое распространение в машиностроении. Зубчатые передачи в редукторе обладают высоким КПД и могут передавать высокие нагрузки.

В данной работе проектируется редуктор главный вертолета. К основным требованиям, предъявляемым к проектируемой машине, относятся надежность и долговечность, удобство и простота обслуживания.

Для обеспечения этих требований детали должны удовлетворять ряду критериев, важнейшие среди которых - прочность , надежность, устойчивость, износостойкость, жесткость, виброустойчивость, теплостойкость, технологичность.

1. Кинематический и энергетический расчет редуктора

1.1. Определение общего передаточного отношения редуктора и разбивка его по ступеням

Определим общее передаточное отношение редуктора: .

Примем передаточное отношение для первой ступени равным: , тогда передаточное отношение второй ступени будет равно: .

1.2. Определение частоты вращения валов

Частота вращения второго вала:.

Частота вращения третьего вала:.

1.3. Назначение КПД передач

Примем КПД цилиндрических передач равными

₁= ₂=0,99.

1.4. Определение мощности на валах

;

1.5. Определение крутящих моментов на валах

Крутящие моменты на валах:

;

.

2. Определение допускаемых контактных и изгибных

напряжений

2.1. Выбор материала зубчатых колес

Выбираем материал сталь 12Х2Н4А, имеющую следующие механические характеристики (таблица 3 /1/): вид термообработки - цементация;

твердость зубьев на поверхности - HRC = 60:

твердость зубьев в сердцевине - HRC = 38.

2.2. Определение допускаемых контактных напряжений

Расчет проводим согласно схеме на рис.2 /1/.

_{H
lim b} = 23HRC_повер = 2360 = 1380 МПа (таблица 5 /1/, при термообработке - цементация и HRC_повер = 60); С = 1 – число зацеплений колеса за 1 оборот

N_HO = 1210⁷ (при HRC_повер = 60);

К_НЕ = 1 (таблица 4 /1/, при режиме работы 0).

Рассчитаем первое колесо:

N_H_Е = 60n₁Ct_hК_НЕ = 601650112501= 1,2410⁸;

К_HL = 1 (т.к. N_H_Е > N_HO);

S_H = 1,2 (т.к. цементация - поверхностное упрочнение);

МПа

Рассчитаем второе колесо:

N_H_Е = 60n₂Ct_h К_НЕ = 60500112501= 3,7510⁷;

К_HL = (т.к. N_H_Е < N_HO);

S_H = 1,2 (т.к. цементация - поверхностное упрочнение);

Мпа

Рассчитаем третье колесо:

N_H_Е = 60n₂Ct_h К_НЕ = 60500112501= 3,7510⁷;

К_HL = (т.к. N_H_Е < N_HO);

S_H = 1,2 (т.к. цементация - поверхностное упрочнение);

Мпа

Рассчитаем четвёртое колесо:

N_H_Е = 60n₃Ct_h К_НЕ = 60220112501= 1,6510⁷;

К_HL = (т.к. N_H_Е < N_HO);

S_H = 1,2 (т.к. цементация - поверхностное упрочнение);

Мпа

2.3. Определение допускаемых напряжений изгиба

Расчет проводим согласно схеме на рис.5 /1/.

_{F
lim b} = 800 МПа (таблица 6 /1/, т.к. сталь легированная и термообработка - цементация);

m_F = 6;

К_FЕ = 1 (таблица 4 /1/, при режиме работы 0 и термообработке - цементация).

Рассчитаем первое колесо:

N_F_Е = 60n₁Ct_h К_FЕ = 601650112501= 12410⁶;

К_FL = 1 (т.к. N_F_Е > 410⁶);

К_FC = 1 (т.к. нагружение нереверсивное);

S_F = 1,7 (таблица 7 /1/, при термообработке - цементация);

Рассчитаем второе колесо:

N_F_Е = 60n₂Ct_h К_FЕ = 60500112501= 37,510⁶;

К_FL = 1 (т.к. N_F_Е > 410⁶);

К_FC = 1 (т.к. нагружение нереверсивное);

S_F = 1,7 (таблица 7 /1/, при термообработке - цементация);

Рассчитаем третье колесо:

N_F_Е = 60n₂Ct_h К_FЕ = 60500112501= 37,510⁶;

К_FL = 1 (т.к. N_F_Е > 410⁶);

К_FC = 1 (т.к. нагружение нереверсивное);

S_F = 1,7 (таблица 7 /1/, при термообработке - цементация);

МПа

Рассчитаем четвёртое колесо:

N_F_Е = 60n₃Ct_h К_FЕ = 60220112501= 16,510⁶;

Материал: Детали машин е

Реферат

Задание на курсовой проект по «Деталям машин»

Исходные данные.

Содержание

Перечень условных обозначений

Введение

2.3. Определение допускаемых напряжений изгиба

Смотрите также: