- •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 а.44
Значения коэффициента смещения х (х1=х2) для равносмещенного внешнего зацепления с выравненными коэффициентами относительного скольжения |
|||||||
z2 |
Значение при z1 |
||||||
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
|
17 |
0,000 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
18 |
0,032 |
0,000 |
- |
- |
- |
- |
- |
19 |
0,060 |
0,030 |
0,000 |
- |
- |
- |
- |
20 |
0,086 |
0,056 |
0,027 |
0,000 |
- |
- |
- |
21 |
0,110 |
0,080 |
0,052 |
0,025 |
0,000 |
- |
- |
22 |
0,131 |
0,101 |
0,073 |
0,047 |
0,023 |
0,000 |
- |
23 |
0,149 |
0,119 |
0,092 |
0,067 |
0,043 |
0,021 |
0,000 |
24 |
0,165 |
0,136 |
0,109 |
0,085 |
0,062 |
0,041 |
0,019 |
25 |
0,180 |
0,151 |
0,125 |
0,101 |
0,079 |
0,058 |
0,039 |
26 |
0,191 |
0,168 |
0,138 |
0,115 |
0,094 |
0,073 |
0,054 |
27 |
0,205 |
0,178 |
0,152 |
0.128 |
0,107 |
0,087 |
0,067 |
28 |
0,216 |
0,189 |
0,163 |
0,140 |
0,119 |
0,100 |
0,080 |
29 |
0,226 |
0,199 |
0,173 |
0,150 |
0,130 |
0,111 |
0,103 |
30 |
0,235 |
0,208 |
0,183 |
0.160 |
0,140 |
0,122 |
0,114 |
z2 |
Значение при z1 |
||||||
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
|
31 |
0,243 |
0,216 |
0,192 |
0,170 |
0,150 |
0,132 |
0,124 |
32 |
0,251 |
0,224 |
0.200 |
0,178 |
0,159 |
0,141 |
0,132 |
34 |
0,265 |
0,238 |
0,215 |
0,194 |
0,175 |
0.158 |
0,157 |
36 |
0,279 |
0,253 |
0,230 |
0,210 |
0,191 |
0.174 |
0,173 |
38 |
0,293 |
0,266 |
0,246 |
0,226 |
0,207 |
0,190 |
0,189 |
40 |
0,306 |
0,282 |
0,260 |
0,240 |
0,222 |
0.225 |
0,215 |
44 |
0,325 |
0,301 |
0,280 |
0,260 |
0,242 |
0,225 |
0,220 |
48 |
0,341 |
0,319 |
0,297 |
0,277 |
0,260 |
0,243 |
0,238 |
52 |
0,354 |
0,332 |
0.312 |
0,292 |
0,275 |
0,252 |
0,246 |
56 |
0,364 |
0,343 |
0.324 |
0,305 |
0.287 |
0,271 |
0,267 |
60 |
0,374 |
0,353 |
0,334 |
0,316 |
0,299 |
0,283 |
0,275 |
66 |
0,388 |
0,366 |
0.349 |
0,331 |
0,315 |
0,300 |
0,295 |
72 |
0,398 |
0,378 |
0,361 |
0,344 |
0,328 |
0,313 |
0,311 |
78 |
0,407 |
0,387 |
0,370 |
0,353 |
0,336 |
0,320 |
0,317 |
84 |
0,414 |
0,394 |
0,376 |
0,360 |
0,344 |
0,328 |
0,323 |
90 |
0,419 |
0,400 |
0,382 |
0,365 |
0,350 |
0,335 |
0,328 |
96 |
0,425 |
0,406 |
0,388 |
0,370 |
0,355 |
0,340 |
0,335 |
100 |
0,428 |
0,408 |
0,390 |
0,373 |
0,357 |
0,342 |
0,340 |
105 |
0,431 |
0,411 |
0,393 |
0,376 |
0,361 |
0,346 |
0,342 |
110 |
0,433 |
0,414 |
0,396 |
0,379 |
0,364 |
0.350 |
0,347 |
Продолжение таблицы А.44
Рекомендуемые значения коэффициентов смещения инструмента x1 и x2 для повышения контактной выносливости (К), выносливости при изгибе (И), износостойкости и сопротивлению заедания (ИЗ) |
|||||||||||||||
z2
|
z1 |
Условия наи- большего повышения |
|||||||||||||
12 |
15 |
18 |
22 |
28 |
34 |
||||||||||
x1 |
x2 |
x1 |
x2 |
x1 |
x2 |
x1 |
x2 |
x1 |
x2 |
x1 |
x2 |
||||
18 |
0,30 |
0,61 |
0,34 |
0,64 |
0,54 |
0,54 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
К |
||
0,57 |
0,25 |
0,64 |
0,29 |
0,72 |
0,34 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
И |
|||
0,49 |
0,35 |
0,48 |
0,46 |
0,54 |
0,54 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
ИЗ |
|||
22 |
0,30 |
0,66 |
0,38 |
0,75 |
0,60 |
0,64 |
0,68 |
0,68 |
- |
- |
- |
- |
К |
||
0,62 |
0,28 |
0,73 |
0,32 |
0,81 |
0,38 |
0,95 |
0,39 |
- |
- |
- |
- |
И |
|||
0,53 |
0.38 |
0,55 |
0,54 |
0,60 |
0,63 |
0,67 |
0,67 |
- |
- |
- |
- |
ИЗ |
|||
28 |
0,30 |
0,88 |
0,26 |
1,04 |
0,40 |
1,02 |
0,59 |
0,94 |
0,86 |
0.86 |
- |
- |
К |
||
0,70 |
0,26 |
0,79 |
0,35 |
0,89 |
0,38 |
1,04 |
0,40 |
1,26 |
0,42 |
- |
- |
И |
|||
0,57 |
0,48 |
0,60 |
0,63 |
0,63 |
0,72 |
0.71 |
0,81 |
0,85 |
0.85 |
- |
- |
ИЗ |
|||
34 |
0,30 |
1,03 |
0,13 |
1,42 |
0,30 |
1,30 |
0,48 |
1,20 |
0,80 |
1,08 |
1,01 |
1,01 |
К |
||
0,76 |
0,22 |
0,83 |
0,34 |
0,93 |
0,37 |
1,08 |
0,38 |
1,30 |
0,36 |
1,38 |
0,34 |
И |
|||
0,60 |
0,53 |
0,63 |
0,63 |
0,72 |
0,67 |
0,82 |
0,74 |
0,90 |
0,86 |
1,00 |
1,00 |
ИЗ |
|||
42 |
0,30 |
1,30 |
0,20 |
1,53 |
0,29 |
1,48 |
0,40 |
1,48 |
0,72 |
2,33 |
0,90 |
1,30 |
К |
||
0,75 |
0,21 |
0,92 |
0,32 |
1,02 |
0,36 |
1,18 |
0,38 |
1,24 |
0,31 |
1,31 |
0,27 |
И |
|||
0,63 |
0,67 |
0,68 |
0,88 |
0,68 |
0,94 |
0,76 |
1,03 |
0,88 |
1,12 |
1,00 |
1,16 |
ИЗ |
|||
50 |
0,30 |
1,43 |
0,25 |
1,65 |
0,32 |
1,63 |
0,43 |
1,60 |
0,64 |
1,60 |
0,80 |
1,58 |
К |
||
0,58 |
0,16 |
0,97 |
0,31 |
1,05 |
0,36 |
1,22 |
0,42 |
1,22 |
0,25 |
1,25 |
0,20 |
И |
|||
0,63 |
0,77 |
0,66 |
1,02 |
0,70 |
1,11 |
0,76 |
1,17 |
0,91 |
1,26 |
1,00 |
1,31 |
ИЗ |
|||
65 |
0,30 |
1,69 |
0,26 |
1,87 |
0,41 |
1,89 |
0,53 |
1,80 |
0,70 |
1,84 |
0,83 |
1,79 |
К |
||
0,55 |
0,35 |
0,80 |
0,04 |
0,10 |
0,40 |
1,17 |
0,36 |
1,19 |
0,20 |
1,23 |
0,15 |
И |
|||
0,64 |
1,00 |
0.67 |
1,22 |
0,71 |
1,35 |
0,76 |
1,44 |
0,88 |
1,56 |
0,99 |
1,55 |
ИЗ |
|||
80 |
0,30 |
1,96 |
0,30 |
2,14 |
0,48 |
2,08 |
0,61 |
1,99 |
0,75 |
2,04 |
0,89 |
1,97 |
К |
||
0,54 |
0,54 |
0,73 |
0,15 |
1,14 |
0,40 |
1,15 |
0,26 |
1,16 |
0,12 |
1,19 |
0,07 |
И |
|||
0,65 |
1,18 |
0,67 |
1,36 |
0,71 |
1,61 |
0,76 |
1,73 |
0,87 |
1,85 |
0,98 |
1,81 |
ИЗ |
|||
100 |
0,30 |
2,90 |
0,36 |
2,32 |
0,52 |
2,31 |
0,65 |
2,19 |
0,80 |
2,26 |
0,94 |
2,22 |
К |
||
0,53 |
0,76 |
0,71 |
0,22 |
1,00 |
0,28 |
1,12 |
0,22 |
1,14 |
0,08 |
1,15 |
0,01 |
И |
|||
0,65 |
1,42 |
0,66 |
1,70 |
0,71 |
1,90 |
0,76 |
1,98 |
0,86 |
2,12 |
0,97 |
2,15 |
ИЗ |
|||
125 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,75 |
2,43 |
0,83 |
2,47 |
1,00 |
2,46 |
К |
||
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,11 |
0,21 |
1,12 |
0,07 |
1,20 |
0,09 |
И |
|||
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,76 |
2,38 |
0,86 |
2,40 |
0,92 |
2,40 |
ИЗ |
|||
Коэффициенты смещения при ремонте изношенных колес |
|||||||||||||||
Смещение производящего контура равно: - для ведущего элемента x1 = 1/(sin t m ), где 1 , – толщина поврежденного слоя; - для ведомого элемента x2 = 2/sin t m), где 2 , – толщина поврежденного слоя |
Таблица А.45 – Коэффициенты, учитывающие вид зубчатой передачи и модификацию профиля головки зуба при расчете: на контактную прочность Н и на выносливость при изгибе F
Твердость рабочих поверхностей зубьев |
Вид зубьев |
Н |
F |
Н1 350 НV или Н2 350 НV |
Прямые без модификации головки |
0,006 |
0,016 |
Прямые с модификацией головки |
0,004 |
0,011 |
|
Косые |
0,002 |
0,006 |
|
Н1 350 НV и Н2 350 НV |
Прямые без модификации головки |
0,014 |
0,016 |
Прямые с модификацией головки |
0,010 |
0,011 |
|
Косые |
0,004 |
0,006 |
Таблица А.46 – Коэффициент g0 , учитывающий влияние разности шагов зацепления сопрягаемых колес
Модуль m, мм |
g0 |
||
При степени точности по нормам плавности по ГОСТ 1643-81 |
|||
7 |
8 |
9 |
|
до 3,5 |
47 |
56 |
73 |
св.3,5 до 10 |
53 |
61 |
82 |
св. 10 |
64 |
73 |
100 |
Таблица А.47 – Предельные значения удельной окружной динамической силы
Модуль m, мм |
WHv max, WFv max, Нмм-1 |
||
При степени точности по нормам плавности по ГОСТ 1643-81 |
|||
7 |
8 |
9 |
|
до 3,5 |
240 |
380 |
700 |
св.3,5 до 10 |
310 |
410 |
880 |
св. 10 |
450 |
590 |
1050 |
Таблица А.48 – Коэффициент ZE , учитывающий механические свойства материалов различных сочетаний сопрягаемых элементов передач
Материал ведущего колеса |
Материал ведомого колеса |
||
Сталь |
Чугун |
Бронза |
|
ZE |
ZE |
ZE |
|
Сталь |
275 |
227 |
220 |
Чугун |
227 |
199 |
194 |
Таблица А.49 – Коэффициент формы зуба YFS
Эквивалентное число зубьев zv |
Значения YF при коэффициенте смещения x |
||||||
-0,5 |
-0,3 |
-0,1 |
0 |
+0,1 |
+0,3 |
+0,5 |
|
16 |
|
|
|
|
|
3,72 |
3,40 |
17 |
|
|
|
4,26 |
4,03 |
3,67 |
3,40 |
18 |
|
|
|
4,20 |
3,97 |
3,64 |
3,39 |
19 |
|
|
4,32 |
4,11 |
3,92 |
3,62 |
3,39 |
20 |
|
|
4,28 |
4,08 |
3,89 |
3,61 |
3,39 |
21 |
|
|
4,22 |
4,01 |
3,85 |
3,60 |
3,39 |
22 |
|
|
4,20 |
4,00 |
3,82 |
3,59 |
3,39 |
24 |
|
|
4,10 |
3,92 |
3,69 |
3,58 |
3,39 |
25 |
|
4,28 |
4,05 |
3,90 |
3,77 |
3,57 |
3,39 |
28 |
|
4,22 |
3,95 |
3,82 |
3,72 |
3,56 |
3,40 |
30 |
|
4,14 |
3,90 |
3,80 |
3,70 |
3,54 |
3,40 |
32 |
4,45 |
4,08 |
3,87 |
3,78 |
3,69 |
3,54 |
3,41 |
37 |
4,20 |
3,96 |
3,80 |
3,71 |
3,64 |
3,53 |
3,42 |
40 |
4,13 |
3,92 |
3,77 |
3,70 |
3,63 |
3,53 |
3,42 |
45 |
4,02 |
3,86 |
3,72 |
3,68 |
3,62 |
3,52 |
3,43 |
50 |
3,96 |
3,81 |
3,70 |
3,65 |
3,60 |
3,52 |
3,44 |
60 |
3,84 |
3,74 |
3,67 |
3,62 |
3,59 |
3,53 |
3,47 |
80 |
3,73 |
3,68 |
3,62 |
3,61 |
3,58 |
3,54 |
3,50 |
100 |
3,68 |
3,65 |
3,61 |
3,60 |
3,58 |
3,55 |
3,52 |
150 |
3,63 |
3,63 |
3,63 |
3,60 |
|
|
|
Таблица А.50 – Коэффициент контактных напряжений [CHb] (МПа) для передач
со стальными шестерней и колесом при v5м/с
Твердость рабочих поверхностей НВ |
Нормализация или улучшение |
Твердость рабочих поверхностей HRC |
Цементация или нитроцементация |
Поверхностная закалка |
Объемная закалка |
230 |
3,16 |
40 |
- |
7,32 |
6,85 |
240 |
3,40 |
42 |
- |
7,90 |
7,46 |
250 |
3,66 |
44 |
0 |
8,50 |
8,09 |
260 |
3,92 |
46 |
- |
9,12 |
8,75 |
270 |
4,19 |
48 |
- |
9,76 |
9,44 |
280 |
4.47 |
50 |
- |
1,43 |
10,16 |
290 |
4,75 |
52 |
- |
11,11 |
- |
300 |
5,05 |
54 |
14,59 |
11,82 |
- |
310 |
5,36 |
56 |
15,69 |
12,55 |
- |
320 |
5,67 |
58 |
16,83 |
- |
- |
Примечание. Для азотированных зубчатых колес [CHb]=10,5МПа. |
Таблица А.51– Значения величин dw1, d1, u, T1(i), Nc1(i), Nc2(i), используемых при расче-
те зубьев механизма А, В и 3k планетарных передач
Тип механизма |
Рассчитыва-емая передача |
dw1 |
d1 |
u=z2/z1 |
T1(i) |
Nc1(i) |
Nc2(i)
|
А* |
a-g |
(dw)a |
(d)a |
при zgza |
60( na(i)-nh(i) )nwth(i) |
Nc1(i) /(unw) |
|
В |
zg /za |
Ta(i) /nw |
|||||
3k |
(dw)g |
(d)g |
при zgza |
Nc2(i) u/nw |
60( na(i) –nh(i))nwth(i) |
||
za / zg |
Ta(i) /(unw) |
||||||
А* 3k |
b–g |
(dw)g |
(d)g |
zb / zg |
Tb(i) /(unw) |
Nc2(i) u/nw |
60( nb(i) –nh(i))nwth(i) |
B |
b–f |
(dw)f |
(d)f |
zb / zf |
Tb(i) /(unw) |
Nc2(i) u/nw |
60( nb(i) –nh(i))nwth(i) |
3k |
e–f |
(dw)f |
(d)f |
ze / zf |
Te(i) /(unw) |
Ne2(i) u/nw |
60( ne(i) – nh(i))nwth(i) |
Таблица А.52 – Передаточные отношения и угловые скорости планетарных передач
Обозначение варианта |
Схема |
Передаточное отношение |
Угловые скорости звеньев |
|
передачи при h=0 |
планетарной передачи |
|||
Abha
|
|
ihab=–zb/za=–p |
ibah= 1– ihab=1+p |
b=0; a=(1+p) h g–h =2ph /(1–p) |
Aahb
|
|
ihab=–p |
iabh= 1–ihba=1+1/p |
a=0; b=(1+1/p) h g–h =2h /(p–1) |
Ahba |
|
ihab=–p |
-
|
h=0; a= – p b g–h =2pb /(p–1)
|