- •Гистограмма нагрузки (режим I)
- •II. Кинематический и силовой расчет
- •4.Определения моментов:
- •III. Расчет размеров зубчатых колес планетарного редуктора из условия контактной прочности активных поверхностей зубьев
- •IV. Определение размеров зубчатых колес планетарного редуктора по критерию изгибной выносливости зубьев. Расчет тихоходной и быстроходной ступени.
- •V. Определение размеров зубчатых колес планетарного редуктора из условия работоспособности подшипников сателлитов.
- •VI. Проектировочный расчет валов.
- •Для быстроходной ступени . Сталь 25xгм
- •Для тихоходной ступени . Сталь 40x
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА РЕДУКТОРА
Техническое задание.
Техническое задание №1, вариант 6.
В качестве задания выдана компоновочная схема редуктора, состоящего из двух ступеней планетарных механизмов, выполненный по схеме: .
Исходные данные.
Максимальный момент на тихоходном валу ТТ, |
2000 |
Частота вращения nТ, |
36 |
Передаточное число iобщ |
-40 |
Долговечность t, час |
6500 |
Параметр p1 |
4,25 |
Марка стали колес za, zg |
10ХГТ |
Термообработка активных поверхностей их зубьев |
Цементация |
Количество сателлитов в обеих ступенях nw |
3 |
Гистограмма нагрузки (режим I)
;
;
;
;
.
II. Кинематический и силовой расчет
Компоновочная схема редуктора выполнена по следующей схеме (см. рис.1).
Общее передаточное отношение:
Частоты вращения основных звеньев:
Относительные частоты вращения сателлитов и основных звеньев:
основных звеньев:
сателлитов:
4.Определения моментов:
Результаты кинематического и силового расчета планетарного редуктора, выполненного по схеме . Общее передаточное отношение.
Величина |
Тихоходная ступень |
Быстроходная ступень | ||
Формула |
Значение |
Формула |
Значение | |
Задано |
4.25 |
7,62 | ||
, об/мин |
189 |
-1440 | ||
, об/мин |
неподвижно |
0 |
189 | |
, об/мин |
36 |
неподвижно |
0 | |
, об/мин |
153 |
-1440 | ||
, об/мин |
-36 |
189 | ||
, об/мин |
-94 |
435 | ||
-380.95 |
50 | |||
-1619.05 |
380.95 | |||
2000 |
-430.95 |
III. Расчет размеров зубчатых колес планетарного редуктора из условия контактной прочности активных поверхностей зубьев
III.1. Расчет эквивалентного время.
III.2. Расчет эквивалентного числа циклов.
Тихоходная ступень:
число сателлитов в планетарной передаче.
Быстроходная ступень:
III.3. Расчет коэффициента долговечности.
Для колес a и g твердость поверхности зубьев , а твердость колесаb
Тихоходная ступень:
Быстроходная ступень:
III.4. Допускаемые напряжения на шестерни.
Твердость поверхности при цементации стали(10ХГN) 57-63 HRC, для шестерни и колеса, по таблице 2.6[1]. Предел выносливости при цементации рассчитывается по формуле МПа. Рассчитывая по нижнему пределу твердости, получим
Коэффициент безопасности при цементировании
Допускаемые напряжения для шестерни:
Допускаемые напряжения для зацепления.
III.5. Расчет момента на шестерне.
Тихоходная ступень:
Быстроходная ступень:
III.6. Определение передаточного числа в зацеплении a-g.
Тихоходная ступень:
Быстроходная ступень:
Определение относительной ширины шестерни.
Тихоходная ступень:
Принимаем , тогда
таким образом
Быстроходная ступень:
Принимаем , тогда
таким образом
III.8. Расчет коэффициента неравномерности распределения нагрузки в зацеплении a-g.
Из рисунка 6.16, с 131[6] находим
Тихоходная ступень:
При плавающем центральном колесе a :
Принимаем коэффициент, учитывающий динамические нагрузки,
Быстроходная ступень:
При плавающем центральном колесе b :
Принимаем коэффициент, учитывающий динамические нагрузки,
III.10. Расчет начального диаметра шестерни (центрального колеса a).
III.11. Расчет начального диаметра сателлита и центрального колеса.
IV. Определение размеров зубчатых колес планетарного редуктора по критерию изгибной выносливости зубьев. Расчет тихоходной и быстроходной ступени.
IV.1. Эквивалентное время .
IV.2. Эквивалентные числа циклов нагружения колес.
Тихоходная ступень:
Быстроходная ступень:
IV.3. Коэффициент долговечности.
IV.4. Расчет допускаемых напряжений.
Твердость поверхности при нитроцементации стали 25XГМ (57-63) HRC, следовательно
IV.5. Подбор чисел зубьев.
Для тихоходной принимаем , тогда:
, округляем до целого, четного числа 30
;
Для быстроходной принимаем тогда:
, округляем до целого, четного числа
IV.6. Величины коэффициентов формы зубьев колес планетарного ряда.
IV.7. Величины отношений.
x
Выбираем
IV.8 Расчетный момент на шестерне(солнечном колесе).
IV.9. Определение относительной ширины шестерни.
Величину относительной ширины шестерни оставляем той же, что и в расчете на контактную прочность т.е.: .
IV.10. Величина коэффициента неравномерности распределения нагрузки по ширине венцов и среди сателитов.
IV.11. Значение коэффициента.
По таблице 2.8[6] выбираем
IV.12. Делительный диаметр шестерни (солнечного колеса).
IV.13. Предварительное значения модуля.
(cтр.15[1])
IV.14. Корректировка числа зубьев.
Назначаем , тогда
Округляем до ближайшего целого, четного числа N=32
Определение делительных диаметров по формуле :
Назначаем , тогда
Округляем до ближайшего целого, четного числа N=54
Определение делительных диаметров по формуле :
IV.15. Таблица окончательных значений параметров рассчитываемой планетарной ступени.
Величина |
Тихоходная |
Быстроходная | |||
|
Формула |
Значение |
Формула |
Значение | |
18 |
19 | ||||
30 |
62 | ||||
78 |
143 | ||||
Рис 2.23 [6] |
4.2 |
Рис 2.23 [6] |
4.1 | ||
Рис 2.24 [6] |
3.8 |
Рис 2.24 [6] |
3.61 | ||
Рис 2.23 [6] |
3.55 |
Рис 2.23 [6] |
3.58 | ||
470,588МПа |
470.588МПа | ||||
352,941МПа |
352.941Мпа | ||||
|
0.893*10-2 |
|
0,871*10-2 | ||
|
1.076*10-2 |
|
1,023*10-2 | ||
2.5 |
1,25мм | ||||
45мм |
23,75мм | ||||
78мм |
77,5мм | ||||
195мм |
175.5 | ||||
4,33 |
7,526 | ||||
35мм |
16мм | ||||
0,777 |
0,622 |
IV.16. Скорректированная ширина венцов.
Так как тихоходной и быстроходной то воспользуемся формулой
Уточнение относительной ширины зубчатого венца солнечного колеса
IV.17. Обоснование выбора марки стали и ее термообработки для колеса b.
Тихоходная ступень:
Величина контактных напряжений в зацеплении g-b
Требуемая для этого уровня напряжений твердость поверхность зубьев колеса b:
Действующие максимальное напряжения изгиба в зубьях колеса b
Необходимая для этого уровня напряжений твердость сердцевины зубьев
Для центрального колеса b выбираем сталь 40Х ГОСТ 4543-75, термообработка улучшение до НВ (180-200).
Быстроходная ступень:
Величина контактных напряжений в зацеплении g-b
Требуемая для этого уровня напряжений твердость поверхность зубьев колеса b:
Действующие максимальное напряжения изгиба в зубьях колеса b
Необходимая для этого уровня напряжений твердость сердцевины зубьев
Для центрального колеса b выбираем сталь 40Х ГОСТ 4543-75, термообработка улучшение до НВ (220-240).