Пособие с рисунками (1034673), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Выбор материала и термообработки зубчатых колес.Используя таблицы 3.2.2 и 3.2.3 данного пособия, выбираем для изготовления всех зубчатых колес сталь 20ХГР. Как видно из таблицы 3.2.3 данная сталь относительно дешевая и обладаетнеплохими прочностными свойствами. Для данной стали рекомендуется в качестве термообработки цементация + закалка.Таблица 6.6.Марка сталиТермообработка20ХГРЦементация и закалкаМеханическиесвойства, МПаσВσТ950-1000750-850ТвердостьСердцевины,НВ310-330Поверхности,HRC58-626.4.
Поверочный расчет на прочность зубчатых колес планетарных рядов.Расчет на прочность зубчатых зацеплений планетарного механизма проводится только дляпары "солнечная шестерня - сателлит", поскольку коронная шестерня обладает повышенной несущей способностью. Повышенная несущая способность обусловлена тем, контактируют вогнутые на коронной шестерне и выпуклые на сателлите рабочие поверхности зубьев. При этом приведенный радиус кривизны контактирующих поверхностей значительно выше приведенного радиусакривизны зубьев внешнего зацепления, и ,следовательно, ниже действующие контактные напряжения. Кроме того, повышенная податливость обода дает более равномерное распределение нагрузки по сателлитам.6.4.1.
Определение параметров зубчатых зацеплений, необходимых для расчета на контактную и изгибную выносливостьОпределим кинематические и силовые параметры зубчатых зацеплений, которые потребуются для расчета зубьев на контактную и изгибную выносливость. К таким параметрам отнесем113относительную частоту вращения звеньев (обороты) n, количество циклов нагружения Nц, окружную скорость в зацеплении V, средний момент, действующий в зацеплении, Мср и окружную силу,действующую в зацеплении Ft.Планетарный ряд ПР1Как видно из таблицы 4 Приложения 3, планетарный ряд ПР1 работает на пятой и седьмойпередачах переднего хода и передаче заднего хода. Причем на седьмой передаче направление действия момента совпадает с направлением момента на ведущем валу коробки передач, а на пятойпередаче и передаче заднего хода направлен в противоположную сторону.Относительная частота вращения МЦК этого ряда на пятой передачеnМЦКПР1(V)= n4(V) = nдвср|ω4(V) - ω3(V)| = 1500·|0,0 - 0,5| = 750 об/мин,где ω4(V) и ω3(V) определяются из таблицы 2 Приложения 3.Относительная частота вращения сателлитов этого ряда на пятой передачеnСАТПР1(V)= nдвср|ωСАТПР1(V)| = 1500·|0,496| = 744 об/мин,где ωСАТПР1(V) определяется из таблицы 3 Приложения 3.Аналогично определяются обороты МЦК и сателлитов на седьмой передаче и передачезаднего хода.
Результаты расчетов представлены в таблице 6.7.Количество циклов перемены напряжений МЦК на пятой передаче:NМЦКПР1(V) = 60·nдвср·Тmax· kV|ω4(V)- ω3(V)|·aстПР1 = 60·1500·6000·0,04·|0,00-0,50|·3 = 32,4·106,где kV – коэффициент, учитывающий время работы коробки передач на пятой передаче(см.табл.
6.1).Количество циклов перемены напряжений сателлитов на пятой передаче:NСАТПР1(V) = 60·nдвср·Тmax· kV·|ωСАТПР1(V)| = 60·1500·6000·0,04·0,496 = 10,71·106,где ωСАТПР1(V) определяется из таблицы 3 Приложения 3;Аналогично определяется количество циклов нагружения МЦК и сателлитов на седьмойпередаче и передаче заднего хода. Результаты расчетов представлены в таблице 6.7.Окружная скорость в зубчатом зацеплении МЦК-САТЕЛЛИТ на пятой передачеVМЦК −САТПР1(V ) =π d 2САТПР1nдвср ωСАТПР1(V )60000=π ⋅ 78, 282 ⋅ 1500 ⋅ 0, 49660000= 3,04 м/c.Аналогично определяется окружная скорость на седьмой передаче и передаче заднего хода.Результаты расчетов представлены в таблице 6.7.Средний момент, передаваемый МЦК планетарного ряда ПР1 на пятой передаче,М МЦКПР1(V ) =a ДВС M двс max K МЦКПР1(V )aстПР1=0,65 ⋅ 320 ⋅ 0, 2= 13,87 Нм.3где КМЦКПР1(V) определяется из таблицы 4 Приложения 3.Средний момент, передаваемый сателлитом планетарного ряда ПР1 на пятой передаче,МСАТПР2(V) = ММЦКПР1(V) uПР1 = 13,87·1,02 = 14,15 Нм.114Аналогично определяется средний момент на седьмой передаче и передаче заднего хода.Результаты расчетов представлены в таблице 6.7.Таблица 6.7.Элементпланетарного рядаПередачаПараметрОборотыnМЦКПР1,об/минМЦККоличествоцикловнагружения,NМЦКПР1×10-6Окружная скорость взацеплении VМЦКСАТПР1, м/сСредниймоментMср, НмОборотыnСАТПР1,об/минСателлитКоличествоцикловнагружения,NСАТПР1×10-6СредниймоментMср, НмНаправлениедействиянагрузкиIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXЗХ------750--------750-----750------81----Реверсивнаянагрузка----32,4-----4,05Прямаянагрузка------3,04----Реверсивнаянагрузка----3,04-----3,04------9,91--------13,87-----69,3------744--------744-----744------26,78--------10,71-----1,34------10,11--------14,15-----70,72ПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПланетарный ряд ПР2Анализ таблицы 4 Приложения 3 показывает что, планетарный ряд ПР2 работает на всехпередачах кроме восьмой.
Причем на первых пяти и седьмой передаче направление действия момента совпадает с направлением момента на ведущем валу коробки передач, а на остальных передачах направлен в противоположную сторону.Относительная частота вращения МЦК этого ряда на первой передачеnМЦКПР2(I)= n0(I) = nдвср|ω0(I) – ω6(I)| = 1500·|1,0 - 0,25| = 1125 об/мин,115где ω0(I) и ω6(I) определяются из таблицы 2 Приложения 3.Относительная частота вращения сателлитов этого ряда на пятой передачеnСАТПР2(I)= nдвср|ωСАТПР2(I)| = 1500·|-0,737| = 1105 об/мин,где ωСАТПР2(I) определяется из таблицы 3 Приложения 3.Аналогично определяются обороты МЦК и сателлитов на остальных передачах. Результатырасчетов представлены в таблице 6.8.Количество циклов перемены напряжений МЦК на первой передаче:NМЦКПР2(I) = 60·nдвср·Тmax· kI|ω0(I)- ω6(I)|·aстПР2 == 60·1500·6000·0,005·|1,0-0,25|·3 = 6,08·106,где kI – коэффициент, учитывающий время работы коробки передач на первой передаче(см.табл.
6.1).Количество циклов перемены напряжений сателлитов на первой передаче:NСАТПР2(I) = 60·nдвср·Тmax· kI·|ωСАТПР2(I)| = 60·1500·6000·0,005·0, 737 = 2,00·106,где ωСАТПР2(I) определяется из таблицы 3 Приложения 3;Аналогично определяется количество циклов нагружения МЦК и сателлитов на остальныхпередачах. Результаты расчетов представлены в таблице 6.8.Окружная скорость в зубчатом зацеплении МЦК-САТЕЛЛИТ на первой передачеVМЦК −САТПР 2( I ) =π d 2САТПР 2 nдвср ωСАТПР 2( I )60000=π ⋅ 78, 282 ⋅ 1500 ⋅ 0,73760000= 4,53 м/c.Аналогично определяется окружная скорость на остальных передачах. Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.8.Средний момент, передаваемый МЦК планетарного ряда ПР2 на первой передаче,M МЦКПР 2( I ) =a ДВС M двс max K МЦКПР 2( I )aстПР 2=0,65 ⋅ 320 ⋅ 1,0= 69,33 Нм.3где КМЦКПР2(I) определяется из таблицы 4 Приложения 3.Средний момент, передаваемый сателлитом планетарного ряда ПР2 на первой передаче,МСАТПР2(I) = ММЦКПР2(I)·uПР2 = 69,33·1,02 = 70,72 Нм.Аналогично определяется средний момент на остальных передачах.
Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.8.116Таблица 6.8.Элементпланетарного рядаПараметрОборотыnМЦКПР2,об/минКоличествоциклов нагружения,NМЦКПР2×106МЦКОкружнаяскорость взацепленииV МЦК-САТПР2,м/сСредниймомент Mср,НмОборотыnСАТПР2,об/минСателлитКоличествоциклов нагружения,NСАТПР2×10-6Средниймомент Mср,НмНаправлениедействиянагрузкиПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПередачаIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXЗХ112515001125750375-375---------0,0--112515003756,0816,218,220,316,2-40,5---------0,0--219,6567,02,034,536,024,533,011,48-1,48---------0,0--3,024,531,4869,3369,3369,3369,3369,33-9,91---------23,10--7,7013,8769,33110514701105734362-362---------0,0--110514703622,005,295,976,615,21-13,03---------0,0--95,47185,20,6570,7270,7270,7270,7270,72-10,11---------23,56--7,8514,1570,72Планетарный ряд ПР3.Из таблицы 4 Приложения 3 видно что, планетарный ряд ПР3 работает на всех передачахкроме восьмой.
Причем на седьмой и десятой передачах направление действия момента совпадает117с направлением момента на ведущем валу коробки передач, а на остальных передачах направлен впротивоположную сторону.Относительная частота вращения МЦК этого ряда на первой передачеnМЦКПР3(I)= n3(I) = nдвср|ω3(I) – ω2(I)| = 1500·|-0,5 - 0,0| = 750 об/мин,где ω3(I) и ω2(I) определяются из таблицы 2 Приложения 3.Относительная частота вращения сателлитов этого ряда на пятой передачеnСАТПР3(I)= nдвср|ωСАТПР3(I)| = 1500·|-0,963| = 1444,5 об/мин,где ωСАТПР3(I) определяется из таблицы 3 Приложения 3.Аналогично определяются обороты МЦК и сателлитов на остальных передачах. Результатырасчетов представлены в таблице 6.9.Количество циклов перемены напряжений МЦК на первой передаче:NМЦКПР3(I) = 60·nдвср·Тmax· kI|ω3(I)- ω2(I)|·aстПР3 == 60·1500·6000·0,005·|0,5-0,0|·3 = 4,05·106,где kI – коэффициент, учитывающий время работы коробки передач на первой передаче(см.табл.
6.1).Количество циклов перемены напряжений сателлитов на первой передаче:NСАТПР3(I) = 60·nдвср·Тmax· kI·|ωСАТПР3(I)| = 60·1500·6000·0,005·0,963 = 2,06·106,где ωСАТПР3(I) определяется из таблицы 3 Приложения 3;Аналогично определяется количество циклов нагружения МЦК и сателлитов на остальныхпередачах. Результаты расчетов представлены в таблице 6.9.Окружная скорость в зубчатом зацеплении МЦК-САТЕЛЛИТ на первой передачеVМЦК −САТПР 3( I ) =π d1САТПР 3nдвср ωСАТПР 3( I )60000=π ⋅ 44,161 ⋅ 1500 ⋅ 0,96360000= 3,34 м/c.Аналогично определяется окружная скорость на остальных передачах.
Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.9.Средний момент, передаваемый МЦК планетарного ряда ПР3 на первой передаче,M МЦКПР 3( I ) =a ДВС M двс max K МЦКПР 3( I )aстПР 3=0,65 ⋅ 320 ⋅ 2,0= 138,67 Нм.3где КМЦКПР3(I) определяется из таблицы 4 Приложения 3.Средний момент, передаваемый сателлитом планетарного ряда ПР1 на первой передаче,M САТПР 3 =M МЦКПР 3uПР 3=138,67= 73,28 Нм.1,89Аналогично определяется средний момент на остальных передачах. Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.9.118Таблица 6.9.Элементпланетарного рядаПередачаПараметрОборотыnМЦКПР3,об/минМЦККоличествоцикловнагружения,NМЦКПР3×10-6Окружная скорость взацеплении V МЦКСАТПР3, м/сСредниймоментMср, НмОборотыnСАТПР3,об/минСателлитКоличествоцикловнагружения,NСАТПР3×10-6СредниймоментMср, НмНаправлениедействиянагрузкиIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXЗХПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузка------255--1995-75019957505002550,0--750-255------27,54--753,1-Реверсивнаянагрузка4,0521,512,113,511,020,0--194,4-1,38Прямаянагрузка------1,09--4,43-Реверсивнаянагрузка3,344,443,342,211,090,0--3,34-1,09------19,83--13,87-138,769,3346,2569,3383,223,09--15,39-138,7------472--1920-1444192014449574720,0--1444-472------17,00--241,2-2,606,917,808,616,800,0--124,8-0,87------10,48--7,33-73,2836,6324,4336,6343,9512,2--8,13-73,28ПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПланетарный ряд ПР4Анализ таблицы 4 Приложения 3 показывает что, планетарный ряд ПР4 работает на всехпередачах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
