Расчет и проектирование планетарных коробок передач (1034674), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Делительное межосевое расстояние, ммa=( z3 − z1 )m (109 − 28)1,5== 63,876.2cos β2cos182. Коэффициент разности смещенийxd = x3 – x1 = 0,5 - 0,2 = 0,3.3. Угол профиля α ttgα t =tgαtg 20== 0,3827;cos β cos18αt = arctg0,3827 = 20,952º.4. Угол зацепления α twinvα tw =2 xd tgα2 ⋅ 0,3 ⋅ tg 20+ invα t =+ inv 20,952 = 0,0027 + 0,0173 = 0,01999;z3 − z1109 − 28α tw = 21,6.5. Межосевое расстояние, мм121aw = acosα tcos 20,952= 63,876= 64,213.cos α twcos 21,66.
Делительный диаметр, ммd3 БЦКПР 3 =z3m 109 ⋅ 1,5== 171,914.cos β cos187. Передаточное отношениеu=z3 109== 3,89.z1 288. Начальный диаметр, ммdw3 БЦКПР3 =2awu 2 ⋅ 63,876 ⋅ 3,89== 171,957.u −13,89 − 19. Коэффициент воспринимаемого смещенияy=aw − a 64,213 − 63,876== 0, 289.1,5m10. Коэффициент уравнительного смещения∆y = xd − y = 0,3 − 0,289 = 0,011.11. Диаметр вершин зубьев, ммd a 3 БЦКПР 3 = d3 БЦКПР 3 − 2m(ha* − x3 − 0,2) = 171,914 − 2 ⋅ 1,5(1,0 − 0,5 − 0,2) = 171,005.12.
Диаметр впадин зубьев, ммd f 3 БЦКПР 3 = d3 БЦКПР 3 + 2m(ha* + c* + x3 ) = 171,914 + 2 ⋅1,5(1,0 + 0,25 + 0,5) = 177,155.13. Основной диаметр, ммdb3 БЦКПР 3 = d3 БЦКПР 3 cosα t = 171,914cos 20,952 = 160,547.14. Угол профиля зуба в точке окружности вершинcos α a 3 БЦКПР 3 =db 3 БЦКПР 3d a 3 БЦКПР 3=160,547= 0,9381;171,005αa3БЦКПР3 = 20,275º.15. Шаг зацепленияpα = π m cos α = 3,14 ⋅ 1,5 ⋅ cos 20 = 4, 428.16. Осевой шаг (для косозубых передач)px =π m 3,14 ⋅ 1,5== 15,242.sin βsin1817. Коэффициент торцевого перекрытия122εα =z1tgα a1САТПР 3 − z3tgα a 3 БЦКПР 3 + ( z3 − z1 )tgα tw2π=28tg 30, 291 − 109tg 20,137 + (109 − 28)tg 21,931= 1,432.2π18.
Коэффициент осевого перекрытияεβ =bw20== 1,312.px 15,24219. Коэффициент перекрытияεγ = εα + εβ = 1,432 +1,312 = 2,744.20. Основной угол наклона βb определяется из соотношенияsin β b = sin β cos α = sin18 cos 20 = 0, 290.βb = 16,866º.21. Эквивалентное число зубьевzv 3 БЦКПР 3 =z3109== 126,709.3cos β cos18Номинальные размеры для определения взаимного положения разноименных профилей зубьев__1. Постоянная хорда sc и высота до постоянной хорды hc для МЦК, мм_s c = (0,5π cos 2 α − x3 sin 2α )m = (0,5π cos 2 20 − 0,5sin 40 ) ⋅ 1,5 = 1,00;__h c = 0,5(− d a 3 БЦКПР 3 + d3 БЦКПР 3 − s c tgα ) = 0,5(−171,314 + 171,914 − 1 ⋅ tg 20 ) = 0,118.2. Длина общей нормалиа) профильный угол в точках пересечения общей нормали с профилями зубьев на окружностиdx1 = d + 2x1m, градcos α xБЦКПР 3 =z3 cos α t109cos 20,952== 0,9242;z3 + 2 x3 cos β 109 + 2 ⋅ 0,5cos18αхБЦКПР3 = 22,463º.б) число зубьев (или впадин для внутренних зубьев), охватываемых данной общей нормалиznrБЦКПР 3 =z3 tgα xБЦКПР 3 2 x3tgα109 tg 22, 4632 ⋅ 0,5tg 20−−inv+0,5=−− 0,017217 + 0,5 = 14,31;αt22z3109π cos β bπ cos 16,866znБЦКПР3 = 14.в) длина общей нормали, ммWБЦКПР 3 = [π ( znБЦКПР 3 − 0,5) + 2 ⋅ x3 ⋅ tgα + z3 ⋅ invα t ]m ⋅ cos α = π (14 − 0,5) + 2 ⋅ 0,5tg 20 + 109 ⋅ 0,017217 1,5cos 20 = 63,041.3.
Торцовый размер М по роликам (шарикам) диаметром DДля определения значения М при α = 20° диаметр шариков принимают равным, ммD ≈ 1,5m = 1,5·1,5 = 2,25.Из стандартного ряда диаметров роликов D по ГОСТ 2475-52 выбираем шарик диаметром123D = 2,311 мм.Угол профиля по окружности dD, проходящей через центр шарикаinvα DБЦКПР 3 = invα t −D0,5π − 2 x3tgα2,3110,5π − 2 ⋅ 0,5tg 20+= 0,017217 −+= 0,0125793;109 ⋅ 1,5 ⋅ cos 20109z3m cos αz3αDБЦКПР3 = 18,93º.Диаметр окружности, проходящей через центры шариков, ммd DБЦКПР 3 =d3 БЦКПР 3 cos α tcos α DБЦКПР 3=171,914cos 20,952= 169,727;cos18,93Для косозубых колес с внутренними зубьями при нечетном числе зубьев (только по шарикам)9090M = d DБЦКПР 3 cos− D = 169,727cos− 2,311 = 167,398 мм.109z3Проверка правильности назначения диаметров шариков:dDБЦК3 – D > M → 169,727 - 2,311=167,416 > M,кроме тогоdDБЦКПР3 + D < dfБЦКПР3 → 169,398 + 2,311=171,709 < 177,464.Расчет геометрических параметров зубчатых колес планетарных рядов ПР1, ПР2 и ПР4проводится аналогично тому, как это было сделано для планетарного ряда ПР3.6.1.3.
Выбор материала и термообработки зубчатых колес.Используя таблицы 3.2.2 и 3.2.3 данного пособия, выбираем для изготовления всех зубчатых колес всех планетарных рядов сталь 20ХГР. Как видно из таблицы 3.2.3 данная сталь относительно дешевая и обладает неплохими прочностными свойствами. Для данной стали рекомендуемая термообработка - цементация + закалка.Таблица 6.6.Марка сталиТермообработка20ХГРЦементация и закалкаМеханическиесвойства, МПаσВσТ950-1000750-850ТвердостьСердцевины,НВ310-330Поверхности,HRC58-626.1.4. 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 напря-124жения. Кроме того, повышенная податливость обода дает более равномерное распределение нагрузки по сателлитам.6.1.4.1.
Определение параметров зубчатых зацеплений, необходимых для расчета на контактную и изгибную выносливость.Определим кинематические и силовые параметры зубчатых зацеплений, которые потребуются для расчета зубьев на контактную и изгибную выносливость. К таким параметрам отнесемотносительную 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.Из таблицы 4 Приложения 3 видно что, планетарный ряд ПР3 работает на всех передачахкроме восьмой. Причем на седьмой и десятой передачах направление действия момента совпадаетс направлением момента на ведущем валу коробки передач, а на остальных передачах направлен впротивоположную сторону.Относительная частота вращения МЦК этого ряда на первой передачеnМЦКПР3(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 6.7.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 6.7.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.125Аналогично определяется окружная скорость на остальных передачах. Результаты расчетовпредставлены в таблице 6.7.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 6.7.Таблица 6.7.Элементпланетарного рядаПередачаПараметрОборотыnМЦКПР3,об/минМЦККоличествоцикловнагружения,NМЦКПР3×10-6Окружная скорость взацеплении V МЦКСАТПР3, м/сСредниймоментMср, НмСателлитОборотыnСАТПР3,об/минКоличествоцикловнагружения,NСАТПР3×10-6НаправлениедействиянагрузкиIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXЗХПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузка------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--124,8-0,87ПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузкаПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузка126СредниймоментMср, НмПрямаянагрузкаРеверсивнаянагрузка------10,48--7,33-73,2836,6324,4336,6343,9512,2--8,13-73,28Точно таким же образом осуществляется определение параметров, необходимых для расчета на контактную и изгибную выносливость зубчатых колес планетарных рядов ПР1, ПР2 и ПР4.6.1.4.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
