zapiska (Готовый курсовой проект, вариант №7)

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Кафедра СМ9:”Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы”

РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту на тему:

«Проектирование вальной коробки перемены передач»

Вариант № 7

Студент __________________ (Кукуйцев М.К.) Группа СМ9-72

Руководитель проекта __________________(Шмаков А.Ю.)

Москва 2012

Оглавление.

1.Тяговый расчёт 7

1.1.Исходные данные тягового расчёта 7

1.2.Определение внешней характеристики двигателя 7

1.3.Определение динамического фактора 10

2.Выбор схемы коробки передач, её кинематический расчёт 15

2.1.Выбор схемы коробки передач 15

2.2.Кинематический расчёт выбранной схемы ВКПП 16

3.Расчёт зубчатых пар ВКПП 18

3.1.Исходные данные 18

3.2.Выбор материала зубчатых колёс 18

3.3.Определение допускаемых контактных напряжений 19

3.4.Определение допускаемых изгибных напряжений 20

3.5.Определение межосевого расстояния 20

3.6.Определение параметров зубчатых колёс 21

3.6.1.Определение модуля 21

3.6.2.Определение чисел зубьев 22

3.6.3.Определение геометрических параметров 22

3.6.4.Определение сил в зацепление 22

3.7.Проверочный расчёт зубчатых колёс 23

3.7.1.Проверочный расчёт по контактным напряжениям 23

3.7.2.Проверочный расчёт по изгибным напряжениям 23

3.8.Результат расчёта зубчатых пар 23

4.Определение реакций в опорах валов 25

5.Расчёт валов 27

5.1.Расчёт входного вала 27

5.1.1.Расчёт диаметра входного вала из условия достаточной изгибной

жёсткости 27

5.1.2.Расчёт диаметра входного вала из условия достаточной

крутильной жёсткости 28

5.1.3.Проверочный расчёт входного вала на статическую прочность 28

5.1.4.Проверочный расчёт входного вала на сопротивление

усталости 29

5.2.Расчёт промежуточного вала31

5.2.1.Расчёт диаметра промежуточного вала из условия достаточной

крутильной жёсткости 31

5.2.2.Проверочный расчёт промежуточного вала на статическую

прочность 31

5.2.3.Проверочный расчёт промежуточного вала на сопротивление

усталости 32

5.3.Расчёт выходного вала33

5.3.1.Расчёт диаметра выходного вала из условия достаточной изгибной

жёсткости 33

5.3.2.Расчёт диаметра выходного вала из условия достаточной

крутильной жёсткости 34

5.3.3.Проверочный расчёт выходного вала на статическую

прочность 34

5.3.4.Проверочный расчёт выходного вала на сопротивление

усталости 35

5.4.Расчёт вала паразитной шестерни 35

6.Расчёт подшипников 37

6.1.Расчёт подшипников опор валов 37

6.1.1.Расчёт подшипников опор входного вала 38

6.1.2.Расчёт подшипников опор промежуточного вала 38

6.1.3.Расчёт подшипников опор выходного вала 39

6.1.4.Расчёт подшипников под паразитной шестернёй 39

6.2.Расчёт игольчатых подшипников, устанавливаемых между

зубчатыми колёсами и валами 39

7.Расчёт шлицевых соединений 40

7.1.Расчёт шлицевых соединений на входном валу 42

7.1.1.Расчёт прямобочных шлицевых соединений на входном валу 42

7.1.2.Расчёт эвольвентных шлицевых соединений на входном валу 42

7.2.Расчёт шлицевых соединений на промежуточном валу 42

7.3.Расчёт шлицевых соединений на выходном валу 43

7.3.1.Расчёт прямобочных шлицевых соединений на выходном валу 43

7.3.2.Расчёт эвольвентных шлицевых соединений на выходном валу 43

8.Расчёт синхронизаторов 44

8.1.Расчёт синхронизатора на входном валу 44

8.2.Расчёт синхронизаторов на выходном валу 47

8.2.1.Расчёт синхронизатора колёс 4 и 5 48

8.2.2.Расчёт синхронизатора колёс 6 и 9 48

8.3.Расчёт пружин фиксаторов 48

8.4.Расчёт угла скоса в корпусах синхронизаторов 49

Список литературы 50

Аннотация.

Целью выполненного курсового проекта является разработка трёхвальной с мультипликатором коробки перемены передач 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) 6000 кг

Минимальные обороты двигателя (n_min) 1200 об/мин

Максимальные обороты двигателя (n_max) 2200 об/мин

Максимальная скорость движения машины (V_max) 50 км/ч

Максимальный угол подъёма (α_max) 25°

К.п.д. трансмиссии (η_тр) 0,95

Лобовая площадь машины (F) 3 м²

Длина трака гусеницы (L_гус) 105 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) 0,85

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_emax= N_св.max/0,8

Текущее значение эффективной мощности :

N_e(n_i)= N_emax*(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_emax*(n_i/2200)³+0,05*N_emax

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)

При расчёте на ЭВМ с помощью ПО MSExelбыли получены следующие результаты :

R_в=37,5 кгс

η_гус^’=0,735

η_об^’=0,698

P_дв=398 кгс

N_св.max=105,485 л.с.

N_emax=131,823 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 3.1

На рисунке 3.1 построена внешняя характеристика двигателя.

Рисунок 3.1

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_свmax*η_об^’)/P_потр

Кинематический диапазон трансмиссии :

d=V_max/V_min

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_трj

Текущее значение силы сопротивления воздуха :

R_вi=k*F*V_i²