курсач Вариант 12 (12 вариант)

Посмотреть архив целиком

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 z2’ (шестерня), которое является входным звеном в паре z2’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.

i1-2 = 5,03 – передаточное отношение первой ступени механизма (между зубчатыми колесами пары z1 z2).

m1-2 = 1,5 (мм) – модуль зацепления первой ступени.

P’вых = P2’ = 600 (Вт) – мощность, которая отводится со второго вала на вспомогательный механизм через полумуфту.

i2’-3 = 3,48 – передаточное отношение второй ступени механизма (между зубчатыми колесами пары z2’ z3).

m2’-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 / (i1-2 + 1) = 90 / (5,03 + 1) = 14,9 => 17

= z1* i1-2 = 17 * 5,03 = 85,51 => 85

z= z1 + z2 = 103


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


= * i2’-3 = 22 * 3,48 = 76,56 => 77

z= + = 22 + 77 = 99


2) Уточнение передаточного числа


u1-2 = = = 5

2’-3 = = = 3,5

1-2 = = = 0,6%

2’-3 = = = 0,57%

= = i1-2 * i2’-3 = 5,03 * 3,48 = 17,5044

= = u1-2 * u2’-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 = m1-2 * z1 = 1,5 * 17 = 25,5 мм

d2 = m1-2 * z2 = 1,5 * 85 = 127,5 мм

d2’ = m2’-3 * z2’ = 2,5 * 22 = 55 мм

d3 = m2’-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

=