- •Синтез электромеханического привода судовой машины и палубного механизма Методические указания
- •7.100301 «Судовождение на морских и внутренних водных путях»,
- •7.100302 «Эксплуатация судовых энергетических установок»
- •Севастополь
- •Содержание Введение.………………….……………… …………………………………………….4
- •1.Привод машины. Характеристика его элементов и параметры эксплуатации....…5
- •Библиографический список……………………………………………………….….166
- •Введение
- •1. Привод машины, характеристика его элементов и параметры эксплуатации
- •1.1. Состав привода машины и характеристика его элементов
- •1.2 Характеристики нагружения
- •1.3 Режимы нагружения
- •2. Механизмы передачи вращательного движения
- •2.1. Синтез механизмов передачи вращательного движения
- •Передаточное отношения для таких механизмов равно
- •2.2. Синтез зубчатых передач с эвольвентным профилем
- •Любая точка на эвольвенте окружности характеризуется радиусом r и углом , которые равны:
- •Исходного контура
- •2.3. Основы расчета элементов механических передач на прочность
- •2.3.1. Силы, действующие в зацеплении
- •2.3.2. Напряжения в зацеплении
- •2.4. Материалы элементов передач
- •2.5. Особенности планетарных и волновых передач
- •2.5.1. Планетарные передачи
- •2.5.2. Волновые передачи
- •Где 1, 1,…,k-1 – коэффициенты полезного действия на каждой ступени, которые учитывают потери на передаче и опорах.
- •3. Расчет элементов привода
- •4. Расчет элементов редуктора
- •Продолжение таблицы 4.1
- •4.2 Передача цилиндрическая
- •Продолжение таблицы 4.2.3
- •При циклическом нагружении
- •Передачи с эвольвентным профилем зуба
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.5
- •Продолжение таблицы 4.2.9
- •Продолжение таблицы 4.2.9
- •Напряжений
- •4.3. Передача планетарная с цилиндрическими колесами *)
- •Продолжение таблицы 4.3.3
- •При циклическом нагружении
- •Продолжение таблицы 4.3.4
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продожение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •Продолжение таблицы 4.3.5
- •*)При расчете зубчатым колесам помимо принятых буквенных обозначений присваются индексы 1 и 2 соответственно меньшему и большему элементу сцепляющейся пары (рисунок а.15, таблица а.54);
- •Продолжение таблицы 4.3.8
- •Продолжение таблицы 4.3.8
- •Продолжение таблицы 4.3.8
- •4.4. Передача волновая
- •*Предлагаемая методика расчета ориентирована:
- •1) Материал колес по таблице а.61
- •2) Нарезание зубьев гибкого колеса производиться в недеформированном состоянии червячной фрезой, а жесткого колеса – долбяком с эвольвентным профилем по стандартному исходному контуру
- •Продолжение таблицы 4.4.3
- •Продолжение таблицы 4.4.3
- •Продолжение таблицы 4.4.3
- •Продолжение таблицы 4.4.3
- •4.5. Передача коническая
- •Продолжение таблицы 4.5.3
- •При циклическом нагружении
- •Передачи с прямыми зубьями эвольвентного профиля
- •Продолжение таблицы 4.5.6
- •Продолжение таблицы 4.5.10
- •Продолжение таблицы 4.5.10
- •4.6. Передача червячная с цилиндрическим червяком
- •Цилиндрическим червяком
- •Продолжение таблицы 4.6.4
- •Продолжение таблицы 4.6.8
- •4.7. Передача ременная
- •4.8. Передача цепная
- •4.9. Валы, их опоры и соединения
- •Продолжение таблицы 4.9.1
- •Продолжение таблицы 4.9.1
- •Продолжение таблицы 4.9.1
- •Продолжение таблицы 4.9.1
- •Продолжение таблицы 4.9.1
- •4.10. Расчет элементов передачи и корпуса редуктора
- •5. Мероприятия по эксплуатации
- •Библиографический список
- •Приложение а Справочные данные
- •Продолжение таблицы а.8
- •Продолжение таблицы а.8
- •Характеристики и геометрические параметры (рисунок 2.14)
- •Распределения нагрузки по ширине венца колес цилиндрической передачи
- •Продолжение таблицы а.44
- •Продолжение таблицы а.52
- •Продолжение таблицы а.52
- •Волновых передач
- •Качения в зависимости от надежности
- •Точности в (из гост 15521 – 70), мм
- •Приложение б Примеры выполнения чертежей
- •Продолжение рисунка б.6
- •Приложение в Виды и система условных обозначений подшипников качения
Продолжение таблицы 4.4.3
Проверка на отсутствие интерференции зубьев гибкого и жесткого колес |
||||||||
45) Угол профиля зуба нарезаемого колеса в нижней граничной точке: - при нарезании инструментом реечного типа
- при нарезании долбяком |
l |
tgl=tg–4[ha*+c*–hм*–(х)g]/(zsin2), где hм* - коэффициент высоты модификакации профиля головки зуба исходного контура (hм*0,15 при 0,1 m1);(hм*0,45 при m1) tgl =tg(w)0{(z)0[tg(a)0– tg(w)0]/z, где cos(a)0=[m(z)0 cos]/(da)0 Примечание. «+» – для внутреннего зацепления; «–» - для внешнего зацепления |
|
град |
||||
46) Диаметры окружностей граничных точек колес: - гибкого - жесткого |
(dl)g (dl)b |
(dl)g =m(z)g (cos/ cosl) (dl)b =m(z)b (cos/ cosl) |
|
мм |
||||
47) Условие отсутствия интерференции зубьев гибкого и жесткого колес |
|
(da)g(dl)b - 2w0 (da)b(dl)g + 2w0 |
|
|
||||
Контроль размеров зубьев по роликам (шарикам) |
||||||||
48) Диаметр мерительного ролика |
d р |
d р 0,7m Примечание. Диаметр мерительного ролика согласовать с таблицей А.64 |
|
мм |
||||
49) Угол давления в точке касания ролика зубьев колес: - гибкого с внешним зубом
- жесткого с внутренним зубом |
(М)g
(М)b |
inv(М)g = [d р /(db)g]+inv+[(st)g/ (d) g] – [/ (z)g], где inv и (М)g по таблице А.42
inv(М)b = [/ (z)b] – [d р /(db)b]+inv-[(st)b/ (d) b], где inv и (М)b по таблице А.42 |
|
град |
||||
50) Размер по роликам колес: - гибкого с внешним зубом - жесткого с внутренним зубом |
(М)g
(М)b |
(М)g =m(z)g [cos/cos(М)g]+ d р
(М)b =m(z)b [cos/cos(М)b]+ d р |
|
мм |
Продолжение таблицы 4.4.3
Усилия в зацеплениии |
||||
51) Окружное усилие, действующее на колеса:
|
(Ft) g (Ft) b |
(Ft) g =2(T) g/(dw)g (Ft) b =2(T) b/(dw)b |
|
Н |
52) Радиальное усилие, действующее на колеса:
- жесткое |
(Fr) g (Fr) b |
(Fr) g =(Ft) g tg (Fr) b =(Ft) b tg |
|
Н
|
53) Усилие, действующее на зубья колес: - гибкого - жесткого |
(F) g (F) b |
(F) g =[(Ft) g2 +(Fr) g2] 1/2 (F) b =[(Ft) b2 +(Fr) b2] 1/2 |
|
Н |
Параметры гибкой оболочки |
||||
54) Внутренний диаметр гибкого колеса |
(dвн)g |
(dвн)g =(df)g -2()g Примечания: а) (dвн)g (dвн)g б) (dвн)g согласовать с диаметром D по таблице А.65 |
|
мм |
55) Диаметр средней окруж- ности гибкого колеса |
(dm)g |
(dm)g =(dвн)g+() g |
|
мм |
56) Длина гибкого колеса:
|
Lд Lф Lш |
Lд (0,8…1) (d)g Lд (0,8…1) (d)g Lш (0,07…0,8) (d)g Примечание. Ширина зубчатого венца (bw)g=(0,06…0,2)(d)g; ширина шлиц (bш)g=(0,3…0,) (bw) g ; расстояние от торца гибкого колеса до зубчатого венца (а) g=(0,1…0,3)(bw) g |
|
мм |
Продолжение таблицы 4.4.3
Геометрический расчет генераторов волн |
||||||||
57) Корректирующие коэф-фициенты, зависящие от передаточного отношения |
K1 K2 |
Таблица А.66 |
|
|
||||
58) Коэффициенты упругого пере- мещения обода гибкого колеса |
Ср |
Ср =1 при Lt=25103 Ср =1,1 при Lt =10103 Ср =1,2 при Lt =1103, где Lt – заданное время работы механизма |
|
|
||||
59) Радиальное упругое перемещение гибкого колеса (максимальное значение) |
w0max |
w0 max =mСр(K1+ K2) |
|
мм |
||||
Кулачковый генератор |
||||||||
60) Подшипник генератора волн |
|
ТаблицаА.65 |
|
|
||||
61) Параметры подшипника:
- ширина |
D d B |
Таблица А.65 |
|
мм |
||||
62) Высота сечения гибкого подшипника |
Н |
Н=0,5(D–d) |
|
мм |
||||
63) Эксцентриситет кулачка |
ек |
ек =3,414w0 max |
|
мм |
||||
64) Радиусы профиля кулачка:
- кривизны |
R1 R2
|
R1=0,5d –Н-2,41w0 max R2=0,5d –Н+2,41w0 max =0,5d+mKw0(K1cos 2–K2cos 6), где - полярный угол (в радианах), отсчитываемый от большой оси деформации. |
|
мм |
||||
Дисковый генератор |
||||||||
65) Коэффициент эксцентриси-тета дискового генератора |
Кег |
Кег=3,1 при Lt=1103, где Lt – заданное время работы механизма (в часах) |
|
|
||||
66) Эксцентриситет дисков |
ед |
ед = Кегw0 max |
|
мм |
||||
67) Диаметр дисков |
Dд |
Dд =dвн–2(ед –w0 max) |
|
мм |
Продолжение таблицы 4.4.3
Проверка гибкого колеса по критериям прочности |
||||
Оценка напряжения смятия и износа зубьев колеса |
||||
Общие коэффициенты, используемые при расчете на смятие и износ |
||||
68) Коэффициент нагрузки |
()g |
()g =(d)g/[(dw)gcosw] |
|
|
69) Коэффициент смещения нагрузки |
|
=e/(L)g , где е =[(L)g – (b)g]/2 |
|
|
70) Коэффициент концентрации нагрузки от несимметричного расположения зубчатого венца относительно длины гибкого колеса |
Ке |
Таблица А.67 |
|
|
71) Коэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала |
Ккр |
Таблица А.68 |
|
|
72) Коэффициент продольной кон- центрации нагрузки |
Kпр |
Kпр =Ккр+Ке–1 |
|
|
Оценка напряжений смятия зубьев колеса |
||||
73) Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями |
Kз |
Таблица А.69 |
|
|
74) Коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи погрешностью изготовления |
Kп |
Kп =1,1…1,2 – высокая точность; Kп =1,3…1,6 – низкая точность Примечание. Kп =1,0 при Н350НВ |
|
|
75) Общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на смятие |
Kсм |
Kсм = Kз Kпр Kп |
|
|
76) Коэффициент динамической нагрузки |
Кд |
Кд =2 – при систематической знакопеременной на грузке без ударов Кд =2,5 – при реверсивной нагрузке |
|
|
77) Коэффициент запаса прочности при расчете на смятие |
s см |
s см =1,25 – для незакаленных рабочих поверхностей; s см =1,4 – для закаленных рабочих поверхностей |
|
|
78) Допускаемые напряжения смятия для зубьев колеса |
[(см)g] |
[(см)g]=(т)g /(s см KсмКд) |
|
МПа |
79) Напряжение смятия зубьев колеса |
(см)g |
(см)g = 1,5104(T)g/[(bw)g(d)g2] |
|
МПа |
80) Условие достаточности по напряжениям смятия |
|
(см)g [(см)g] |
|
|
Продолжение таблицы 4.4.3
Оценка напряжений износа зубьев колеса |
||||
81) Допускаемое условное давление на зубья колеса |
[(усл)g] |
Таблица А.70 |
|
|
82) Базовое число циклов нагружения зубьев колеса |
N0 |
N0=108 |
|
|
83) Расчетное число циклов нагружения зубьев колеса |
(N)g |
(N)g =60(n)g L |
|
|
84) Показатель степени зависимости износа от давления |
m |
m=3 |
|
|
85) Коэффициент числа циклов перемены напряжений |
(Kц)g |
(Kц)g=[(N)g/( N0)] 1/3 |
|
|
86) Коэффициент переменности нагрузки |
Kн |
Таблица А.71 |
|
|
87) Коэффициент долговечности |
(Kдолг)g |
(Kдолг)g = Kн(Kц)g |
|
|
88) Коэффициент неравномерности нагрузки и различного скольжения на зубьях |
Kз |
Таблица А.69 |
|
|
89) Общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на износ |
Kизн |
Kизн = Kз Kпр |
|
|
90) Коэффициент смазки |
Kс |
Kс =0,7 – смазка без загрязнений; Kс =1 – средняя смазка; Kс =1,4 – смазка с загрязнением |
|
|
91) Коэффициент осевой подвижности |
Kос |
Kос =1 |
|
|
92) Коэффициент условий работы при расчете на износ зубьев колеса |
Kр |
Kр = Kс Kос |
|
|
93) Допускаемое напряжение по износу зубьев колеса: |
[(изн)g] |
[(изн)g]=[(усл)g]/[(Kизн)g(Kдолг)g Kр] |
|
|
94) Условие достаточности по критерию износа |
|
(см. )g [(изн)g] |
|
|
Продолжение таблицы 4.4.3
Оценка гибкого колеса на сопротивление усталости при совместном действии изгиба и кручения |
||||
95) Коэффициент нагрузки |
Ки |
Ки =1,1…1,4 Примечание. Меньшее значение для малонагруженных передач |
|
|
96) Коэффициент вида деформации |
С |
Таблица А.72 |
|
|
97) Коэффициент толщины зуба у основания |
Кs |
Кs =(sf) g/(m) Примечание. При нарезании зубьев стандартным инструментом : =20, Кs =0,78…0,82 |
|
|
98) Коэффициент, учитывающий влияние зубчатого венца на прочность гибкого колеса |
(Yz) g |
(Yz) g =1–Кs{1– [()g /(и)g] 3} |
|
|
99) Напряжение изгиба в окружном направлении |
и |
и = 4КиСw0()gЕ/[(Yz)g(dср)g2] |
|
МПа |
100) Амплитуда цикла нормальных напряжений |
a |
a =и |
|
МПа |
101) Среднее напряжение цикла нормальных напряжений |
m |
m =0 |
|
МПа |
102) Коэффициент концентрации напряжений, зависящий от числа зубьев |
A |
Таблица А.73 |
|
МПа |
103) Коэффициент, учитывающий отличие теоретических значений коэффициентов концентрации напряжений у ножки зуба от эффективных |
К |
К=[1+(A/-1)] –1 |
|
|
104) Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям |
s |
s=-1/[Кa+m] |
|
|
105) Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям (допускаемое значение) |
[s] |
[s]=1,5…1,7 |
|
|
106) Условие достаточности по критерию напряжений |
|
s[s ] |
|
|
107) Коэффициент неравномерности распределения напряжений кручения по оболочке гибкого колеса |
Кк |
Кк =0,2…0,3 |
|
|