123864 (Проектирование планетарного редуктора Д-27), страница 4

коэффициент надежности, который зависит от вероятности неразрушения которую примем равной 90 ,тогда ;

коэффициент зависящий от свойств материала и условий работы, который при отсутствии повышенных перекосов и наличии масляной пленки в контактах, при изготовлении тел качения из электрошлаковой или вакуумной стали для роликового подшипника равен: ;

показатель степени, для роликоподшипников ;

эквивалентная нагрузка

где расчетный ресурс, ч;

Определяем обороты оси:

где: коэффициент вращения

коэффициент безопасности зависящий от характера нагрузки, примем при нагрузке с умеренными толчками ;

коэффициент учитывающий влияние температуры, при ;

коэффициент эквивалентности учитывающий переменность режима нагрузки:

соответствует среднему равновероятному режиму нагружения;

радиальная нагрузка. Для прямозубых цилиндрических колес

то есть условие выполняется

5.2 Проверочный расчет шарикового радиально-упорного подшипника

Подшипник проверяем по условию:

В качестве задней опоры вала заднего винта, воспринимающей, осевые нагрузки от тяги двух винтов используем подшипник 1176934 по ГОСТ 8995-75 – особолегкой серии шариковый радиально-упорный однорядный с разъемным внутренним кольцом (четырехточечный контакт). Ввиду большой осевой нагрузки установим на вал 2 подшипника.

Основные параметры подшипника:

Наружный диаметр: ;

Внутренний диаметр:

Ширина кольца: ;

Статическая грузоподемность: .

Динамическая грузоподъемность

Расчетная динамическая грузоподъемность:

где показатель степени, для шарикоподшипников ;

Определяем обороты оси:

где: коэффициент вращения

коэффициент безопасности зависящий от характера нагрузки, примем при нагрузке с умеренными толчками ;

коэффициент учитывающий влияние температуры, при ;

коэффициент эквивалентности учитывающий переменность режима нагрузки:

соответствует среднему равновероятному режиму нагружения;

радиальная нагрузка, данный подшипник не воспринимает радиальной нагрузки, а воспринимает только осевую

где коэффициенты радиальной и осевой нагрузок

то есть условие выполняется

5.3 Проверочный расчет роликового подшипника

В качестве передней опоры вала заднего винта, воспринимающей, радиальные нагрузки используем стандартный подшипник 1032944 по ГОСТ 8328-75 – сверхлегкой серии роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами, без буртиков на внутреннем кольце (т.е. он позволяет осевые перемещения).

Основные параметры подшипника:

Наружный диаметр: ;

Внутренний диаметр:

Ширина кольца: ;

Статическая грузоподемность: .

Динамическая грузоподъемность

Расчетная динамическая грузоподъемность:

то есть условие выполняется

6. Проверочные расчеты

6.1 Расчет болтового соединения

Вал винта соединяется с винтом двигателя с помощью 20 болтов, расположенных на торце фланца передней части вала.

Установим болты с затяжкой. Затяжка необходима для создания сил трения в стыке при действии поперечных нагрузок, обеспечения герметичности стыка, повышения усталостной прочности болтов.

На болты действует растягивающая сила F – сила тяги винта, а также изгибающие моменты – гироскопический и момент от веса винта (см. рис 6.1.)

Допускаемые напряжения растяжения в болте не должны превышать допускаемые:

где расчетная нагрузка (c учетом скручивания тела болта):

где: усилия в наиболее нагруженном болте;

диаметр болта;

допускаемое напряжение растяжения. Болты изготовлены из стали 40ХН, закаленной.

где сила затяжки. Введем коэффициент запаса по затяжке

где коэффициент основной нагрузки. Примем ;

где усилие в болтах, возникающее от изгибающего момента;

усилие, возникающее в болтах от силы тяги.

где суммарный изгибающий момент:

где расстояние между центрами тяжести винта и фланца вала

Максимальное усилие возникает в первом болте, следовательно, расчет ведем по .

6.2 Проверочный расчет шлицевых соединений на прочность

Для передачи крутящего момента в машиностроении часто используют шлицевые соединения. Они имеют ряд преимуществ по сравнения с другими видами соединения: высокая прочность зубьев на изгиб и на смятие; возможность передачи большего крутящего момента и т.д.

Рассчитаем шлицевое соединение для передачи крутящего момента от вала турбины, к редуктору используя эвольвентный профиль зубьев.

Расчет заключается в определении минимальной длины шлицов, необходимой для передачи крутящего момента. Расчет проводится на смятие по боковым поверхностям зубьев.

Расчёт шлицов на заднем хвостовике вала-рессоры которые передают крутящий момент ротора компрессора:

,

Расчет шлицев шестерни 105х5х38 ГОСТ 6033-80:

- условие выполняется

Расчет шлицев заднего вала 170х2,5х28 ГОСТ 6033-80:

- условие выполняется

Расчет шлицев переднего вала 110х3х120 ГОСТ 6033-80:

- условие выполняется

7. Техническое описание редуктора

7.1 Описание редуктора

Редуктор (рис7.1) предназначен для передачи мощности турбины винтовентилятора на два соосных винтовентилятора. Винтовентиляторы вращаются в противоположные стороны с частотой, меньшей в 6,667 раза частоты вращения ротора турбины винтовентилятора. На передний винтовентилятор передается 57,86% мощности турбины, на задний 42,14% при равных частотах вращения винтовентиляторов. Редуктор однорядный планетарный дифференциального типа, расположен в передней части двигателя.

Редуктор состоит из корпуса 25 сателлитов, пяти сателлитов 12, венца (колеса внутреннего зацепления) 11, вала 1 винта, гидравлического измерителя 4 тяги, корпуса 6 редуктора, диафрагмы 24. Корпус 25 сателлитов соединен с передним винтовентилятором шлицами и опирается спереди на вал переднего винтовентилятора, а сзади - на шариковый подшипник 14. Осевые нагрузки от корпуса сателлитов передаются на вал винта межвальным шариковым подшипником 29. На корпусе 25 сателлитов установлена шестерня 15, которая служит для привода регулятора частоты вращения переднего винтовентилятора и обеспечения кинематической связи с валиком стояночного тормоза переднего винтовентилятора. Эта шестерня является также индуктором для датчиков 13 частоты вращения и синхрофазирования переднего винтовентилятора. В корпусе сателлитов установлены пять сателлитов 12 на двух роликовых подшипниках 10 каждый.

В зацеплении с сателлитами 12 находится ведущая шестерня 23, которая установлена на валопровод 22. Валопровод 22 соединяется с валом 19 турбины винтовентилятора шлицами и винтовым замком 20. Валопровод 22 установлен на двух подшипниках - шариковом 17 и межвальном роликовом 18. На валопроводе 22 также установлена шестерня 16, служащая для привода регулятора частоты вращения заднего вштовентилятора, самолетных агрегатов и обеспечения кинематической связи с валиком стояночного, тормоза заднего винтовентилятора.

Сателлиты в свою очередь зацепляются с венцом 11 (колесом внутреннего зацепления). Венец 11 соединен шлицами со ступицей 5, закрепленной на валу 1 винта.

Вал винта установлен в корпусе редуктора 6 на двух роликовых подшипниках 30 и 26, воспринимающих все радиальные нагрузки от переднего и заднего винтовентиляторов. На валу винта установлены также два шариковых подшипника 27, воспринимающие и передающие силу тяги винтовентилятора на корпус редуктора 6 через гидравлический измеритель тяги 4. К фланцу вала 1 винта крепится корпус заднего винтовентилятора.

Подвод масла на управление винтовентилятором от регулятора частоты вращения винтовентилятора обеспечивается маслоперепусками: поз.З на валу 1 винта для заднего и поз.21 на корпусе 25 сателлитов для переднего (канат Б1 Ф1 М1 и Б2, Ф2, М2 соответственно).

Каналы управления винтовентилятором расположены в редукторе и непосредственно в винтовентиляторе, и соединяются следующим образом: подводящие масло к заднему винтовентилятору - через втулки 32, а к переднему - через маслоперепускную втулку 33. Корпус 6 редуктора крепится на переднем корпусе 9 двигателя с помощью шпилек 7, и при этом центрируется по втулкам 8. Стык корпусов уплотняется резиновым кольцом. В передней части корпуса 6 редуктора расположены: бобышки со шпильками 2 для крепления воздухозаборника; крышка 36 редуктора с безрасходным уплотнением 31, на которой предусмотрены места для крепления винтами 37 коробок щеткодержателей токосъемников системы обогрева лопастей винтовентилятора; три датчика 35 частоты вращения заднего винтовентилятора; один датчик 28 системы синхрофазирования, а также датчик вибраций МВ - 0,4. Индуктор 34 для датчиков частоты вращения и синхрофазирования установлен на валу 1 винта. Сзади на корпусе 6 редуктора установлена диафрагма 24, в которой размещается подшипник 14.

Внутри корпуса редуктора 6 установлен -гидравлический измеритель 4 тяги.