Конструирование зубчатого двухступенчатого редуктора

Дипломная работа - Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского ХАИ

Кафедра Деталей машин

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект на тему

 

Конструирование зубчатого двухступенчатого редуктора

 

По курсу: Конструирование машин и механизмов

 

 

Выполнила: студентка 330 гр

Резникова О.В

Проверил: преподаватель

Доценко В.Н

 

 

 

 

 

Харьков-2003г.

Введение

 

Редуктором называют механизм, служащий для передачи мощности от электродвигателя к рабочему органу исполнительного устройства. С помощью редукторов осуществляют уменьшение угловой скорости, а также увеличение выходного момента. В зависимости от требуемого расположения геометрических осей валов, между которыми передаётся вращение, и необходимого передаточного числа в редукторах используют цилиндрические, конические, а также червячные зубчатые передачи.

Зубчатые и червячные редукторы характеризуются высокой надежностью, долговечностью, постоянством передаточного числа и простотой в эксплуатации. Они имеют малый вес и небольшие габариты при обеспечении больших передаточных чисел.

Для передачи вращательного движения широко используют зубчатые и червячные механизмы. Если геометрические параллельны, то применяют цилиндрические зубчатые колеса, если оси валов пересекаются, то конические зубчатые колеса. Каждую передачу, состоящую из двух колес, независимо от ее типа называют ступенью.

Стандарт ГОСТ 2.402-68 (СТ СЭВ 286-76) устанавливает условные изображения всех типов зубчатых колес. Чтобы правильно оформить рабочие чертежи зубчатых колес, необходимо знать способы нарезания зубьев, геометрические соотношения элементов эвольвентного зацепления, степени точности, предельные отклонения размеров и требуемых шероховатостей поверхностей всех конструктивных элементов.

Для поддержания вращающихся деталей и передачи крутящих моментов между ними служат валы. От прочности и жесткости валов во многом зависит работоспособность механизмов.

 

Проектировочный расчет 1-ой ступени

 

Принятые материалы

Элемент передачиЗаготовкаМарка сталиТермообработка, МПа, МПаТвердость сердцевины не менееТвердость поверхности Базовые числа цикловШестерня Поковка12ХН3АЦементация1000850HB 350HRC 62Колесо Поковка12ХН3АЦементация1000850HB 300HRC 58

Установим передаточное отношение для 1-ой ступени .

Тогда для второй ступени:

Примем , .

Частота вращения колеса: об/мин.

 

Числа циклов перемены напряжений

 

шестерни: ;

колеса: .

 

Определяем допускаемые напряжения:

 

а) контактные: МПа;

МПа;

; тогда:

МПа;

МПа.

 

В качестве допускаемого принимаем меньшее из двух значений:

 

МПа.

б) изгибные:

МПа;

; тогда:

.

 

Определим расчетную нагрузку.

 

Предположив, что , примем , , . Тогда:

;

.

 

Делительный диаметр шестерни:

 

, где

,

;

;

.

 

Подставляем значения:

 

;

(Н*м).

 

Окружной модуль:

 

;

 

Выбираем . Тогда:

(мм);

(мм).

 

Проверочный расчет 1-ой ступени

 

. Проверка на контактную выносливость

Уточняем коэффициент расчетной нагрузки:

 

(м/с);

(мм);

(Н);

(мм);

 

Из таблиц выбираем , и вычисляем

(Н/мм);

(Н/мм).

Тогда: ;

;

.

 

Значения и достаточно большие и, если действительные напряжения превысят допускаемые, можно будет снизить эти напряжения применением бочкообразных зубьев или зубьев с модификацией.

 

(Н/мм);

 

Тогда напряжения

 

 

Перенапряжение меньше 3%. Значит полученные габариты колеса удовлетворяют заданным условиям.

 

. Проверка на изгибную выносливость

 

Найдем напряжения при изгибе зубьев. Для этого подбираем коэффициенты формы зубьев.

 

, .

 

Найдем отношение допускаемых напряжений к коэффициентам:

 

; .

 

Так как , проверяем зуб шестерни.

(Н/мм);

;

;

.

Тогда: .

Полученное значение меньше допустимого, значит полученные габариты колеса удовлетворяют заданным условиям.

 

Проектировочный расчет 2-ой ступени

 

Принятые материалы

Элемент передачиЗаготовкаМарка сталиТермообработка, МПа, МПаТвердость сердцевины не менееТвердость поверхности Базовые числа цикловШестерня Поковка12ХН3АЦементация1000850HB 300HRC 63Колесо Поковка12ХН3АЦементация1000850HB 350HRC 65

Передаточное отношение для 2-ой ступени .

Примем , .

Числа циклов перемены напряжений

шестерни: ;

колеса: .

 

Определяем допускаемые напряжения:

 

а) контактные: МПа;

МПа;

; тогда:

МПа;

МПа.

 

В качестве допускаемого принимаем меньшее из двух значений:

 

МПа.

 

б) изгибные:

 

МПа;

; тогда:

.

 

Определим расчетную нагрузку.

 

Предположив, что , примем , , .

Тогда:

 

;

.

 

Делительный диаметр шестерни:

 

, где

,

;

;

.

 

Подставляем значения:

 

;

(Н*м).

 

Окружной модуль:

 

;

 

Выбираем . Тогда:

(мм);

(мм).

 

Проверочный расчет 2-ой