Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2011 в 11:27, курсовая работа
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.
Введение 6
1. Кинематический и энергетический расчеты редуктора 7
1.1 Определение общего передаточного отношения и распределение его по ступеням 7
1.2 Определение частот вращения всех элементов привода 7
1.3 Определение числа сателлитов для планетарной ступени 8
1.4 Определение КПД ступени и мощности на валах 8
1.5 Определение крутящих моментов на валах 8
2. Расчет зубчатых передач редуктора 9
2.1 Выбор материала зубчатого колеса и обоснование термообработки 9
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений 9
2.3 Определение допускаемых напряжений изгиба 12
2.4 Расчет конической передачи 15
2.4.1 Определение основных параметров конической передачи с прямым зубом 15
2.4.2 Определение модуля и числа зубьев 15
2.4.3 Проверочный расчет передачи на контактную прочность 16
2.4.4 Проверочный расчет передачи на выносливость по изгибу 16
2.4.5 Проверочный расчет передачи на статическую прочность при перегрузках 17
2.4.6 Определение геометрических размеров передачи 17
2.5 Расчет планетарной передачи 19
2.5.1 Определение габаритов передачи «a-g» 19
2.5.2 Определение модуля зацепления 19
2.5.3 Подбор чисел зубьев и уточнение передаточных отношений 20
2.5.4 Определение геометрических размеров передачи 20
2.5.5 Определение ширины bW центрального колеса «в» 21
2.5.6 Проверочный расчет передачи на контактную прочность 21
2.5.7 Проверочный расчет передачи на выносливость по изгибу 23
2.5.8 Проверочный расчет передачи на статическую прочность при перегрузках 23
3. Определение усилий в зацеплении 24
3.1 Расчет усилий в зацеплении конической передачи 24
3.2 Расчет усилий в зацеплении планетарной передачи 24
4. Обоснование конструкции и определение размеров основных деталей
и узлов привода 25
4.1 Предварительное определение диаметров валов и осей 25
4.2 Эскизная компоновка и определение размеров основных деталей привода 26
4.3 Определение усилий в опорах и подбор подшипников качения 26
4.4 Уточненный расчет валов и осей 29
4.4.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов 29
4.4.2 Расчет диаметров валов на статическую прочность в опасных сечениях 32
4.4.3 Проверочный расчет валов на выносливость 33
4.5 Расчет подшипников качения на долговечность 46
5. Расчет шлицевых соединений 48
6. Расчет резьбовых соединений 49
7. Выбор. расчет и описание системы смазки и уплотнения 49
8. Порядок сборки. разборки и регулировки зазоров в зацеплении и подшипников качения 49
Заключение 51
Список использованных источников 52
Приложение 53
Внешнее конусное расстояние . Примем .
Среднее конусное расстояние . Примем
Средний делительный диаметр шестерни: . Примем
Средний делительный диаметр колеса: . Примем
Внешняя высота головки зубьев: .
Внешняя высота ножки зубьев: .
Угол ножки зубьев:
Из предыдущих расчетов , . Угол конуса вершины шестерни и колеса соответственно: ,
.
Угол конуса впадин шестерни, колеса соответственно:
,
.
Внешний диаметр вершин зубьев: , .
Расстояние от вершины конуса до плоскости внешней окружности вершин зубьев шестерни и колеса, соответственно:
. Примем .
. Примем .
2.5 Расчет планетарной передачи.
2.5.1. Определение габаритов передачи a-g.
Исходные данные для расчета: , , СТ=7.
Коэффициент нагрузки .
Коэффициент рабочей ширины венца зубьев колеса относительно его делительного диаметра .
Так как , то определим делительный диаметр центрального колеса по формуле
Далее найдем - рабочую ширину зубчатого венца:
. Округляя, получим .
Найдем уточненный коэффициент рабочей ширины венца зубьев колеса относительно его делительного диаметра . По значению .подбираем значение коэффициента неравномерности нагрузки.
Определим окружную скорость V по формуле: .
По значению .подбираем значение коэффициента динамической нагрузки.
Уточненный
коэффициент нагрузки
.
2.5.2.
Определение модуля
зацепления.
Так как поверхность подвергалась химико-термической обработке - цементации, то минимально допустимое значение модуля зацепления . Коэффициент формы колеса примем равным , а за допускаемое изгибное напряжение примем меньшее из и : .
Так как , то определим модуль зацепления по формуле:
По ГОСТ 9563-60 (см. табл.2 приложения) примем : .
Определим
число зубьев центрального
колеса «а»:
. Округляя, получим
. Соответствующее
ему значение
.
2.5.3. Подбор чисел зубьев и уточнение передаточных отношений.
Так как , то число зубьев центрального колеса «а»: .
Округляя, получим .
Число зубьев центрального колеса «b» определяем по формуле: .
Число зубьев сателлита «g»: .
Уточненное значение передаточного числа планетарной передачи
Относительное отклонение полученного передаточного числа от принятого определим по формуле: ; .
Уточненные значения других передаточных чисел:
,
.
2.5.4. Определение геометрических размеров передачи.
Межосевое расстояние .
Делительный диаметр центрального колеса «а» и его начальный диаметр: .
Делительный диаметр центрального колеса «b» и его начальный диаметр:
Делительный диаметр сателлита «g» и его начальный диаметр: .
Диаметр вершин зубьев центрального колеса «а»:
Диаметр вершин зубьев сателлита «g»:
Диаметр вершин зубьев центрального колеса «b»:
Нормальные
толщины зубьев:
.
2.5.5. Определение ширины коронки центрального колеса «в».
Из предыдущих расчетов: , , , , , , , , , .
Коэффициент формы центрального колеса «в» найдем по формуле: .
Рабочая ширина венца зубчатого колеса из расчета на изгибную прочность:
Коэффициент торцового перекрытия определим по формуле: .
Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий: .
Рабочая ширина венца зубчатого колеса из расчета на контактную прочность: .
Так
как
, то
, округляя до
целого
.
2.5.6. Проверочный расчет передачи на контактную прочность.
Из предыдущих расчетов: , , , , , , , , , .
Так как , то , , , .
Передаточное число .
коэффициент рабочей ширины венца зубьев колеса относительно его делительного диаметра . По значению .подбираем значение коэффициента неравномерности нагрузки.
Коэффициент нагрузки .
Коэффициент торцового перекрытия определим по формуле: .
Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий: .
Контактное напряжение:
2.5.7. Проверочный расчет передачи на выносливость по изгибу.
Из предыдущих расчетов: , , , , , , , .
Определим коэффициенты формы центрального колеса «а» и сателлита «g» и соответственно из рекомендации [1]:
,
.
Коэффициент рабочей ширины венца зубьев колеса относительно его делительного диаметра . Зная , определим .
Коэффициент нагрузки
Напряжения по изгибу на центральном колесе «а» определяем по формуле .
Напряжения по изгибу на сателлите «g» определяем по формуле .
.
и
- условия выполняется.
2.5.8. проверочный расчет передачи на статическую прочность при перегрузках.
Из предыдущих расчетов: , .
Определим максимальное расчетное контактное напряжение
, где , .
Следовательно, получим: .
Определим максимальное контактное напряжение исходя из условий обработки. При цементации имеем
- условие выполняется.
Определим максимальное допустимое напряжение по изгибу :
,
.
Определим максимальное допустимое напряжение по изгибу . При имеем: .
- условие выполняется.
3. Определение усилий в зацеплениях.
3.1. Расчет усилий в зацеплении конической передачи.
Условно
принимаем, что равнодействующая
сил, действующих по
линии контакта зубьев
конического колеса,
приложена в среднем
сечении зуба в полюсе
зацепления. Изобразим
коническую передачу
с углами делительных
конусов
и
. Построим зацепление
эквивалентных колес
и картину зацепления
в нормальном сечении
А-А.
Полное усилие в зацеплении направлено по линии зацепления, как общей нормали к профилю. Разложим на составляющие -окружное усилие и силу .
Найдем радиальную и осевую составляющие в зацеплении конических колес.
3.2.
Расчет усилий
в зацеплении планетарной
передачи.
Изобразим
планетарную передачу,
а также усилия,
возникающие в
зацеплении:
Так как , получаем
Тогда
4. Обоснование конструкции и определение размеров основных деталей и узлов привода.
4.1. Предварительное определение диаметров валов и осей.
Определим диаметры валов из условия прочности по касательным напряжениям:
, где - крутящий момент,
- коэффициент пустотелости,
- допускаемое напряжение кручения.
Для первого вала принимаем , .
Для второго вала принимаем , .