11

Введение

Производственные процессы в большинстве отраслей народного хозяйства выполняют машины, и дальнейший рост материального благосостояния тесно связан с развитием машиностроения.

К важнейшим требованиям, предъявляемым к проектируемой машине, относятся экономичность в изготовлении и эксплуатации, удобство и безотказность обслуживания, надёжность и долговечность.

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

Зубчатые передачи в современной промышленности имеют большое значение. Благодаря высокому КПД они широко применяются в технике. В данной работе произведен расчет, необходимый для того, чтобы спроектировать редуктор вертолёта. Расчет осуществляется в трёх вариантах. Это необходимо для выбора оптимального подбора зубчатых колёс.

Курсовой проект по деталям машин является первой конструкторской работой студента и, поэтому её значение весьма существенно. Изучение основ конструирования (проектирования) начинают с конструирования простейших узлов машин - приводов, редукторов. Опыт и знания, приобретенные студентом при конструировании этих узлов машин, являются основой для его дальнейшей конструкторской работы, а также для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.

1. Кинематический и энергетический расчеты редуктора

1.1 Определение передаточных отношений

Определим общее передаточное отношение редуктора

;

.

Для планетарной ступени примем: .

Тогда:

.

Передаточное отношение от центрального колеса к сателлиту в обращенном движении будет равно:

.

1.2 Определение оборотов валов:

Частота вращения первого вала: об/мин.

Частота вращения второго вала: об/мин.

Частота вращения третьего вала: об/мин.

Частота вращения второго вала в обращенном движении:

об/мин.

Частота вращения сателлитов в обращенном движении:

об/мин.

Частота вращения короны в обращенном движении:

об/мин.

Найдем число сателлитов по формуле:

.

Принимаем число сателлитов равным

1.3 Назначение КПД ступеней.

Для конической ступени выберем

Для планетарной ступени выберем КПД :

Выбираем для планетарной ступени эквивалентную цилиндрическую

с КПД .

Тогда:

.

1.4 Определение мощностей на валах:

кВт;

кВт

кВт.

1.5 Определение крутящих моментов на валах редуктора.

;

;

.

Крутящий момент, передающийся от центрального колеса к сателлитам:

.

Крутящий момент, передающийся от сателлитов к короне:

.

2. Определение допускаемых напряжений.

2.1 Выбор материала.

Материал: Сталь 12Х2Н4А

Твердость зубьев на поверхности: 62 HRC

Твердость сердцевины: 39 HRC

Предел текучести: МПа

Предел прочности: МПа

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений.

, где ,МПа.

- коэффициент долговечности,

- базовое число циклов нагружения.

- коэффициент, учитывающий режимы работы.

;

;

;

;

.

При , то .

Тогда:

;

;

= 1,073;

= 1,126;

= 1,126.

Подставив полученные значения, найдем допускаемые напряжения:

МПа;

МПа;

МПа;

МПа; МПа.

Учитывая совместность контактных напряжений, принимаем:

МПа;

МПа;

МПа.

2.3 Определение допускаемых изгибных напряжений.

, где МПа,

- коэффициент безопасности;

- коэффициент безопасности при изгибе;

- базовое число циклов нагружения;

, так как твердость составляетHRC39;

.

;

;

;

;

.

Тогда:

,то ;

МПа;

МПа.

3. Расчет планетарной передачи

3.1 Определение основных габаритов передачи.

1. Определение межосевого расстояния :

K= 1,2;

К_a = 48,9

Принимаем _ba = 0,4.

Допускаемое напряжение для передачи МПа.

=134 мм.

2. Определение ширины зубчатого венца.

b_W =_baa_W = 0,4134 = 54 мм;

мм;

м/с;

К_V= 1,2;

;

K_ = 1;

K´=K_V  K_ == 1,2 .

3.2 Определение модуля и чисел зубьев.

Выберем минимальное значение модуля зацепления.

Так как химико-термическая обработка – цементация, то,

m_min =1,5 мм.

Рассчитаем предварительный модуль зацепления:

.

Допускаемое напряжение для передачи = 300 МПа.

- коэффициент нагрузки;

b_W= 54 мм;

a_W = 134 мм;

= 1,039·10⁶Н·мм

- предварительный коэффициент формы зуба;

мм.

Примем по ГОСТ 9563-60.

Рассчитаем предварительное число зубьев шестерни по формуле:

=

.

Подберем коэффициент формы зуба для 7-ой степени точности:

;

, , следовательно

, .

Вычислим коэффициент по формуле:=.

Вычислим количество зубьев короны: =.

Определим предварительное количество зубьев сателлита: =.

Проверим выполнение условия сборки:

=- число целое, значит числа зубьев подобраны правильно

Рассчитаем передаточное отношение планетарной передачи:=.

Определим погрешность: =0

Так как , то далее вычислим передаточные отношения:

==

Следовательно,

Диаметр шестерни: мм.

Диаметр колеса: мм.