12 вариант (560006)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МАИ

Кафедра 906

Узел промежуточного вала редуктора

Расчетно-пояснительная записка

РГР.001.000.ПЗ

Студентки группы 15-202 ___________ ___________ Ненашева А.А.,

Анненкова. Л. А.,

Ермолаева Т. Н..

Консультант ___________ ___________ проф. А.С. Сидоренко

2007

Оглавление

Техническое задание…………………………………………………………………..3-4

Основная часть………………………………………………………………………..5-19

1. Кинематический расчет редуктора………………………………………………..5

2. Определение основных геометрических размеров зубчатых колес………6

3. Силовой расчет………………………………………………………………………7-8

4. Выбор материалов для изготовления валов и зубчатых колес……………..9

5. Проектировочный расчет валов…………………………………………………..10

6. Конструирование промежуточного узла вала редуктора ………………11-13

6.1 Конструирование зубчатых колес………………………………………….................11

6.2 Выбор типа соединения зубчатого колеса с валом……………………………...11-12

6.3 Выбор подшипников ………………………………………………………………….12

6.4 Выбор уплотнительных устройств……………………………………………………12

6.5 Конструирование фрагментов корпуса…………………………………………..12-13

7. Проверочный расчет вала на прочность……………………………………...14-17

8. Расчет долговечности подшипников………………………………………...........18

9. Проверочный расчет соединения вал-ступица…………………………….........19

Список литературы………………………………………………..................................20

Вариант 12

Техническое задание

Предлагается разработать конструкцию промежуточного узла вала цилиндрического двухступенчатого прямозубого зубчатого редуктора. Кинематическая схема редуктора представлена на рис. 1.

Рис 1. Кинематическая схема редуктора.

Редуктор является передаточным механизмом (ПМ) между двигателем (Д) и исполнительным механизмом (ИО).

Назначение ПМ – передача энергии и движения, а также преобразование силовых (Т – вращающий момент, Н * мм) и кинематических (n – частота вращения вала, об/мин) параметров движения, которые поступают от Д в требуемые параметры ИО. В качестве Ио могут выступать любые рулевые поверхности ЛА, которые контактируют с окружающей средой (рули высоты, направления, стабилизаторы, элероны и т.д.); поворотные сопла двигателей (самолеты с управляемым вектором тяги); шасси и т.д.

Редуктор является замедляющей передачей; частота вращения выходного вала ПМ меньше, чем входного.

На рис. 1 мощность от вала 1 двигателя Д передается на входную шестерню z₁, закрепленную на валу 1. Далее движение передается через зацепление на зубчатое колесо z₂, закрепленное на промежуточном валу 2. На этом же валу находится еще одно зубчатое колесо z_2’ (шестерня), которое является входным звеном в паре z_2’ – z₃. Через зацепление второй пары движение и мощность передаются на выходной вал 3 и далее – на ИО. С промежуточного вала 2 через полумуфту 4 часть мощности отводится на другой (вспомогательный) механизм. Выходной вал двигателя в данной кинематической схеме является входным валом ПМ. Редуктор находится в закрытом герметичном корпусе 5.

ПМ состоит из следующих основных деталей.

1. Зубчатые колеса – основные звенья механизма.

2. Валы – детали механизмов, служат для крепления на них вращающихся или качающихся деталей с целью передачи крутящего момента.

3. Подшипники – детали, являющиеся опорами валов механизма.

4. Муфта – устройство, предназначенное для соединения валов соседних механизмов с целью передачи мощности и движения.

5. Полумуфта – часть муфты, связанная с валом данного механизма.

6. Корпус – устройство, в котором находится ПМ. Корпус закрепляется на силовом каркасе ЛА. Корпуса силовых механизмов – закрытые, так как они изолируют ПМ от контакта с окружающей средой.

Для нормальной работы ПМ на выходных валах предусматривают уплотнения – устройства для разделения полостей с различными давлениями, рабочими средами и температурами. В механизмах, требующих смазывания, уплотнения предотвращают утечку смазочного материала из подшипниковых узлов, а также попадание в механизм грязи, пыли, влаги.

Исходные данные

Pвх = 1500 (Вт) – мощность на входном валу механизма.

n₁ = 900 (^об/_мин) – частота вращения входного вала механизма.

i_1-2 = 5,03 – передаточное отношение первой ступени механизма (между зубчатыми колесами пары z₁ – z₂).

m_1-2 = 1,5 (мм) – модуль зацепления первой ступени.

P’вых = P_2’ = 600 (Вт) – мощность, которая отводится со второго вала на вспомогательный механизм через полумуфту.

i_2’-3 = 3,48 – передаточное отношение второй ступени механизма (между зубчатыми колесами пары z_2’ – z₃).

m_2’-3 = 2,5 (мм) – модуль зацепления второй ступени.

Tчас = 400 ч – ресурс механизма (гарантийная наработка).

1. Кинематический расчет

Целью кинематического расчета является определение частоты вращения валов редуктора.

1) Подбор чисел зубьев

Нам дано n₁ = 940 об/мин. Исходя из методического пособия «Основы проектирования и конструирования узлов и деталей машин и механизмов», по таблице 2 (стр.14) находим, что при n₁ = 500…1000 рекомендуемое минимальное число зубьев шестерни z₁ = 22…24.

Выбираем z₁=22

= = = 110,7 => 111

z_∑= z₁ + z₂ = 111 > 100

z₁ = 90 / (i_1-2 + 1) = 90 / (5,03 + 1) = 14,9 => 17

= z_1* i_1-2 = 17 * 5,03 = 85,51 => 85

z_∑= z₁ + z₂ = 103

= 22 (из таблицы 2 (стр.14) методического пособия)

= _* i_2’-3 = 22 * 3,48 = 76,56 => 77

z_∑= + = 22 + 77 = 99

2) Уточнение передаточного числа

u_1-2 = = = 5

_2’-3 = = = 3,5

∆_1-2 = = = 0,6%

∆_2’-3 = = = 0,57%

= = i_{1-2 *} i_2’-3 = 5,03 _* 3,48 = 17,5044

= = u_{1-2 *} u_2’-3 = 5,06 _* 3,48 = 17,5

∆ = = = 0,025% < 1,5%

3) Определение частот вращения валов

n₂ = = = 180 (об/мин)

n₃ = = = 51,43 (об/мин)

Вывод: частота вращения n звеньев механизма от входа к выходу уменьшается, происходит замедление движения.

2. Определение основных геометрических параметров зубчатых колес

1) Диаметры делительных окружностей

d = m*z

d₁ = m_1-2 * z₁ = 1,5 * 17 = 25,5 мм

d₂ = m_1-2 * z₂ = 1,5 * 85 = 127,5 мм

d_2’ = m_2’-3 * z_2’ = 2,5 * 22 = 55 мм

d₃ = m_2’-3 * z₃ = 2,5 * 77 = 192,5 мм

2) Диаметры окружностей вершин зубьев

= +

= + = 25,5 + 2*1,5 = 28,5 мм

= + = 127,5 + 2*1,5 = 130,5 мм

= + = 55 + 2*2,5 = 60 мм

= + = 192,5 + 2*2,5 = 197,5 мм

3) Диаметры окружностей впадин зубьев

= -

= 25,5 – 2,5*1,5 = 21,75 мм

= 127,5 – 2,5*1,5 = 123,75 мм

= 55 – 2,5*2,5 = 48,75 мм

= 192,5 – 2,5*2,5 = 186,25 мм

4) Межосевое расстояние

= ( + ) / 2 ( - шестерня, - колесо)

= (25,5 + 127,5) / 2 = 76,5 мм

= (55 + 192,5) / 2 = 123,75 мм

5) Рабочая ширина венца

= ψ_ва *

ψ_ва = 0,25 (относительная ширина зубчатого венца колеса)

= 0,25 * 76,5 = 19,125 мм = 20мм (по ГОСТу 6636-69)

= + m_1-2 = 20 + 1,5 = 21,5 мм = 22 мм (по ГОСТу 6636-69)

= 0,25 * 123,75 = 30,94 мм = 32 мм (по ГОСТу 6636-69)

= + m_2’-3 = 32 + 2,5 = 34,5 мм = 36 мм (по ГОСТу 6636-69)

3. Силовой расчет

Силовой расчет дает значение величины мощностей P и вращающих моментов Т на валах механизма, а также сил, действующих в зацеплении цилиндрических прямозубых зубчатых колес.

P_ВХ = P₁ = 1500 Вт

КПД зацепления – η_зац = 0,96…0,98

Примем η_зац = 0,96

КПД подшипников качения η_подш = 0,996…0,998

Примем η_подш = 0,996

P₂ = P₁ * η_зац * η_подш = 1500 * 0,96 * 0,996 = 1434 Вт

= = 600 Вт

P₃ = (P₂ - ) * η_зац * η_подш = (1434 – 600) * 0,96 * 0,996 = 797 Вт

Вывод: мощность от входа к выходу в механизме уменьшается за счет преодоления сил трения.

Для вращающего момента справедливо соотношение

Т =

(где Т – вращающий момент [Н * мм]; P – мощность [Вт]; n – частота вращения [об/мин])

= = = 15917 Н^.мм

= * * η_зац * η_подш = 15917 * 0,96 * 0,996 = 76096 Н^.мм

= = = 31833 Н^.мм

= ( - ) * * η_зац * η_подш = (76096 – 31833)* 3,5 * 0,96 *0,996 = 148129 Н^.мм

Вывод: вращающий момент Т в редукторе, как в замедляющей передаче, по мере продвижения от входа к выходу увеличивается в передаточное число раз и уменьшается за счет потерь на трение, уровень которых оценивается коэффициентом полезного действия механизма.

При работе передачи зубья ведущего колеса давят на зубья ведомого колеса, а сами испытывают такую же силу противодействия (III закон Ньютона). Нагрузка распределяется по длине контактной линии на боковой стороне зуба. Для удобства последующих расчетов распределенную нагрузку заменяют сосредоточенной силой F_n (без учета трения) При этом полагают, что она приложена посередине ширины зуба (в срединной плоскости зуба) перпендикулярно поверхности зуба вдоль линии зацепления.

Нормальную силу можно F_n разложить на два направления: по касательной F_t, по радиусу F_r. Соответственно F_t – окружная сила, F_r – радиальная сила.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы