Расчет планшетного редуктора
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
1. Описание конструкции привода, принципа его действия
Особенностью редуктора является то, что выходным звеном служит вращающийся корпус при остановленном водиле второй ступени, которое жёстко связано с металлоконструкцией бетоносмесителя.
2. Расчётная часть
.1 Задание и его обоснование
Рисунок 2.1 - Кинематическая схема редуктора: 1 - солнечная шестерня первой ступени; 2 - сателлит первой ступени; 3 - венец; В1 - водило первой ступени; 4 - солнечная шестерня второй ступени; 5 - сателлит второй ступени; В2 - водило второй ступени
Спроектировать планетарный редуктор бетоносмесителя по следующим исходным параметрам:
частота вращения входного звена nвх = 1470 мин-1;
частота вращения выходного звена (корпуса) nвых = 25 мин-1;
крутящий момент на выходном звене (корпусе) Твых = 8000 Нм;
срок службы редуктора [Lh] = 30000 ч.
2.2 Расчёт чисел зубьев и кинематических параметров редуктора
2.2.1 Расчёт чисел зубьев
Требуемое передаточное отношение редуктора при остановленном водиле второй ступени
(минус из-за того, что входной вал и корпус редуктора вращаются в разные стороны).
Базовой расчётной схемой, для которой известны кинематические соотношения и КПД, при заданной схеме планетарных передач является кинематическая схема с остановленным корончатым колесом (т.е. с остановленным корпусом редуктора).
Соответствующее передаточное отношение редуктора от солнечной шестерни первой ступени к водилу второй ступени при остановленном корпусе
,
где - угловая скорость входного звена (солнечной шестерни первой ступени) при остановленном водиле второй ступени;
- угловая скорость корпуса при остановленном водиле второй ступени.
Принимаем геометрические параметры зубчатых зацеплений первой и второй ступеней одинаковыми (кроме ширины), тогда передаточные отношения каждой ступени при остановленном корпусе
.
Принимаем число зубьев солнечной шестерни по минимуму:
.
Число зубьев сателлита из условия соосности
редуктор бетоносмеситель кинематический прочностной
;
принимаем z2 = z5 = 37.
Число зубьев корончатого колеса (венца) из условия соосности
.
Проверяем условие собираемости при числе сателлитов nc = 3:
не целое число, т.е. условие не выполняется; поэтому уменьшаем число зубьев венца до z3 = 86:
целое. При этом условие соосности должно быть обеспечено за счёт нарезки зубчатых колёс с необходимым смещением инструмента, без которого всё равно нельзя обойтись из-за условия отсутствия подрезания, так как z1 = 13 < zmin = 18.
2.2.2 Кинематический расчёт
Фактические передаточные отношения:
при остановленном корпусе (базовая схема)
;
при остановленном водиле второй ступени
,
что отличается от ближайшего номинального значения передаточного числа u = 56 на величину
.
Фактическая частота вращения выходного звена (корпуса)
,
что отличается от заданного значения 25 мин-1 на величину
.
Фактические частоты вращения относительно соответствующих водил:
солнечной шестерни второй ступени
;
сателлита второй ступени
;
сателлита первой ступени
.
2.3 Прочностные расчёты зубьев передач
Расчёты выполняем только для второй ступени редуктора как более нагруженной при тех же геометрических параметрах.
Крутящий момент на водиле второй ступени
,
где Твх - крутящий момент на входном звене (солнечной шестерне первой ступени);
hст = 0,98 - КПД одной ступени редуктора в базовой схеме, т.е. при остановленном корпусе.
Из этого уравнения и из условия равновесия моментов, действующих на редуктор,
получаем
;
.
КПД редуктора при остановленном водиле второй ступени
.
2.3.1 Проектировочный расчёт
Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости зубьев колёс в передаче с внешним зацеплением (солнечная шестерня - сателлит). С учётом технологических возможностей предприятия-изготовителя выбираем для всех зубчатых колёс в передачах шестерня - сателлит:
материал - сталь 18ХГТ;
способ обработки зубьев - цементация и закалка ТВЧ;
твёрдость HRCэ = 59..63.
Принимаем HRCэ = 59, что по шкале Бринелля соответствует HB = 694.
При одинаковой твёрдости расчёт ведём по шестерне.
Предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов нагрузки (цементация)
.
Коэффициент безопасности SH = 1,2 (цементация).
Базовое число циклов изменения напряжений
.
Число циклов изменения напряжений шестерни
.
Коэффициент долговечности
.
Поскольку KHL < 1, принимаем KHL = 1.
Коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, zR = 0,95 (шероховатость Ra = 1,25).
Допускаемое контактное напряжение
.
Коэффициент ширины зубчатого колеса относительно межосевого расстояния для прямозубых колёс на недлинных жёстких валах (многоступенчатые редукторы) yba = 0,2…0,4. Учитывая, что в сателлите надо разместить подшипники качения, колесо делаем широкое: из стандартного ряда принимаем yba = 0,5.
Коэффициент, учитывающий распр