РПЗ (Готовый курсовой проект, вариант №1 (ещё один))

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Кафедра ”Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы”

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту на тему:

Проектирование вальной коробки перемены передач

Вариант №1

Студент _____________ (Кадомцев С.И.) Группа СМ9-82

Руководитель проекта ______________ (Шмаков А.Ю.)

Москва

2013

Оглавление.

1.Тяговый расчёт 6

1.1.Исходные данные тягового расчёта 6

1.2.Определение внешней характеристики двигателя 6

1.3.Определение динамического фактора 9

2.Выбор схемы коробки передач, её кинематический расчёт 14

2.1.Выбор схемы коробки передач 14

2.2.Кинематический расчёт выбранной схемы ВКПП 15

3.Расчёт зубчатых пар ВКПП 16

3.1.Исходные данные 16

3.2.Выбор материала зубчатых колёс 17

3.3.Определение допускаемых контактных напряжений 17

3.4.Определение допускаемых изгибных напряжений 18

3.5.Определение межосевого расстояния 19

3.6.Определение параметров зубчатых колёс 19

3.6.1.Определение модуля 19

3.6.2.Определение чисел зубьев 19

3.6.3.Определение геометрических параметров 20

3.6.4.Определение сил в зацепление 20

3.7.Проверочный расчёт зубчатых колёс 20

3.7.1.Проверочный расчёт по контактным напряжениям 20

3.7.2.Проверочный расчёт по изгибным напряжениям 20

3.8.Результат расчёта зубчатых пар 21

4.Определение реакций в опорах валов 22

5.Расчёт валов 24

5.1.Расчёт входного вала 24

5.1.1.Расчёт диаметра входного вала из условия достаточной изгибной

жёсткости 24

5.1.2.Расчёт диаметра входного вала из условия достаточной

крутильной жёсткости 26

5.1.3.Проверочный расчёт входного вала на статическую прочность 26

5.2.Расчёт промежуточного вала 27

5.2.1.Расчёт диаметра промежуточного вала из условия достаточной

крутильной жёсткости 27

5.2.2.Проверочный расчёт промежуточного вала на статическую

прочность 29

5.3.Расчёт выходного вала 29

5.3.1.Расчёт диаметра выходного вала из условия достаточной изгибной

жёсткости 29

5.3.2.Расчёт диаметра выходного вала из условия достаточной

крутильной жёсткости 30

5.3.3.Проверочный расчёт выходного вала на статическую

прочность 31

6.Расчёт подшипников 31

6.1.Расчёт подшипников опор входного вала 32

6.2.Расчёт подшипников опор промежуточного вала 34

6.3.Расчёт подшипников опор выходного вала 35

6.4.Расчёт подшипников под паразитной шестернёй 36

6.5.Расчёт игольчатых подшипников, устанавливаемых между

зубчатыми колёсами и валами 37

7.Расчёт шлицевых соединений 37

7.1.Расчёт шлицевых соединений на входном валу 38

7.1.1.Расчёт прямобочных шлицевых соединений на входном валу 38

7.1.2.Расчёт эвольвентных шлицевых соединений на входном валу 39

7.2.Расчёт шлицевых соединений на промежуточном валу 39

7.3.Расчёт шлицевых соединений на выходном валу 39

7.3.1.Расчёт прямобочных шлицевых соединений на выходном валу 39

7.3.2.Расчёт эвольвентных шлицевых соединений на выходном валу 40

8.Расчёт синхронизаторов 41

8.1.Расчёт синхронизаторов входного и выходного вала 41

8.2.Расчёт пружин фиксаторов 43

8.2.Расчёт угла скоса в корпусах синхронизаторов 44

Список литературы 45

Аннотация.

Целью выполненного курсового проекта является разработка трёхвальной коробки передач с мультипликатором гусеничной машины по известным основным характеристикам трансмиссии и результатам тягового расчёта.

Данный курсовой проект состоит из трёх листов чертежей формата А1 и расчётно-пояснительной записки.

1.Тяговый расчёт.

1.1.Исходные данные для тягового расчёта.

Масса машины (М) 20000 кг

Минимальные обороты двигателя (n_min) 1200 об/мин

Максимальные обороты двигателя (n_max) 2200 об/мин

Максимальная скорость движения машины (V_max) 55 км/ч

Максимальный угол подъёма (α_max) 27°

К.п.д. трансмиссии (η_тр) 0,95

Лобовая площадь машины (F) 4,5 м²

Длина трака гусеницы (L_гус) 120 мм

Минимальный коэффициент сопротивления прямолинейному движению гусеничной машины (f_min) 0,06

Максимальный коэффициент сопротивления прямолинейному движению гусеничной машины (f_max) 0,08

Коэффициент сцепления (φ) 0,8

Коэффициент сопротивления воздуха (k) 0,005

Коэффициент неравномерности движения гусеницы (δ_г) 1,03

Коэффициент приращения массы (δ_г.м) 1,13

Общий ресурс машины (L) 500 ч

1.2.Определение внешней характеристики двигателя.

Сила сопротивления воздуха:

R_в = k∙F∙V_max²

К.п.д. гусеницы:

η_гус^’ = 0,019-0,00385∙V_max

Общий к.п.д. машины:

η_об^’ = η_гус^’∙ η_тр

Сила тяги по двигателю:

P_дв=f_min∙M+R_в

Максимальная свободная мощность:

N_св.max = (P_дв.∙V_max)/(270∙ η_об^’)

Максимальная эффективная мощность:

N_{e max} = N_св.max/0,8

Текущее значение эффективной мощности:

N_e(n_i) = N_{e max}∙(0,5∙(n_i/2200)+1,5∙(n_i/2200)²-(n_i/2200)³)

Текущее значение мощности внешних потерь:

N_n(n_i) = 0,15∙ N_{e max}∙(n_i/2200)³+0,05∙ N_{e max}

Текущее значение свободной мощности:

N_св(n_i) = N_e(n_i)-N_n(n_i)

Текущее значение эффективного момента:

M_e(n_i) = 716,2∙(N_e(n_i)/n_i)

Текущее значение свободного момента:

M_св(n_i) = 716,2∙(N_св(n_i)/n_i)

Получены следующие результаты:

R_в = 68,0625 кгс

η_гус^’ = 0,70725

η_об^’ = 0,67189

P_дв = 1268,06 кгс

N_св.max = 384,453 л.с.

N_{e max} = 480,566 л.с.

Результаты расчёта значений эффективной мощности, свободной мощности, мощности внешних потерь, а так же эффективного и свободного моментов приведены в таблице 3.1 во всём рабочем диапазоне оборотов двигателя через каждые 100 об/мин.

Таблица 1.1

Рисунок 1.1

Рисунок 1.2

1.3.Определение динамического фактора.

Общий коэффициент сопротивления движению:

f_o = f_max∙cos(α_max)+sin(α_max)

Потребная сила тяги :

P_потр = f_o∙M

Минимальная скорость движения:

V_min = (270∙N_{св max}∙η_об^’)/P_потр

Кинематический диапазон трансмиссии:

;

Минимальное число передач:

k_min = (lg(d)/lg(2200/1500))+1

Коэффициент геометрической прогрессии:

q = (d)^(1/(k_min-1))

Скорость движения на передачах:

V_j+1 = V_j∙q

Радиус ведущего колеса :

r_в.к. = L_гус/(2000*((δ_гус²-1)^0,5)))

Действительный радиус ведущего колеса:

R_в.к. = δ_гус∙r_в.к.

Передаточное отношение трансмиссии:

i_тр = 0,377∙R_в.к.∙n_max/V_j

Обороты перекрытия:

n_o = n_max/q

Перекрытие по оборотам:

a = (n_o-n_min)/n_max

Перекрытие передач по скорости:

V_ij=a∙V_j

Перекрытие по времени:

t_ij=(V_ij∙δ_г.м.)/(f_min∙g)

Текущее значение скорости на передачах:

V_ji = (0,377*R_в.к.*n_i)/i_{тр j}

Текущее значение силы сопротивления воздуха:

R_вi = k∙F∙V_i²

Текущее значение общего к.п.д.:

η_{общ i} = (0,919-0,00385∙V_i)∙η_тр

Динамический фактор на передачах: