Проектирование двухступенчатого планетарного редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»

Факультет Е Оружие и системы вооружения

шифр наименование

Дисциплина Детали машин

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему

Проектирование двухступенчатого планетарного редуктора

Выполнил студент Козырев Н.Р.

Преподаватель Храмова Д.А.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2019 г.

Исходные данные

Показатель	Значение
Структурная формула
Максимальный момент на тихоходном валу , Нм	3500
Частота вращения , об/мин	55
Передаточное отношение	26,2
Режим нагрузки	IV
Долговечность , ч	6500
Параметр	4
Марка стали колес aи сателлитов g	20ХН2М
Обработка поверхности зубьев колес aи сателлитов g	Цементация
Число сателлитов в планетарной передаче	3

Компоновочная схема редуктора с планетарной передачей, соответствующая структурной формуле

Режим нагрузки IV
Показатель	Значение
	0,15,
	0,25,
	0,6,
	0,9
	0,7

Кинематический расчет планетарного редуктора

Результаты кинематического расчета
Величина	Тихоходная ступень	Быстроходная ступень
	Формула	Значение	Формула	Значение
	Задано	4		4,24
		275		1441
		0		0
		55		275
		220		1166
		-55		-275
		-146,6		-719,7

Силовой расчет планетарного редуктора

двухступенчатый планетарный редуктор

Расчет размеров зубчатых колес планетарного редуктора из условий контактной прочности активных поверхностей

Быстроходная ступень

Расчет эквивалентного времени

ч.

Расчет эквивалентного числа циклов

Расчет коэффициента долговечности

Расчет допускаемых напряжений

Расчет передаточного числа в зацеплении a-g

Расчет момента на шестерне

Расчет относительной ширины шестерни

Расчет коэффициента неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатых колес в зацеплении a-g

Расчет коэффициента неравномерности распределения нагрузки в зацеплении a-g

Расчет делительного диаметра шестерни

Расчет диаметра сателлита

Расчет диаметра центрального колеса b

Тихоходная ступень

Расчет эквивалентного времени

ч.

Расчет эквивалентного числа циклов

Расчет коэффициента долговечности

Расчет допускаемых напряжений

Расчет передаточного числа в зацеплении a-g

Расчет момента на шестерне

Расчет относительной ширины шестерни

Расчет коэффициента неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатых колес в зацеплении a-g

Расчет коэффициента неравномерности распределения нагрузки в зацеплении a-g

Расчет делительного диаметра шестерни

Расчет диаметра сателлита

Расчет диаметра центрального колеса b

Расчет размеров зубчатых колес планетарного редуктора по критерию изгибной выносливости зубьев

Быстроходная ступень

Расчет эквивалентного времени для колес a и g

Расчет эквивалентного числа циклов нагружения колес

Расчет коэффициента долговечности

Расчет допускаемых напряжений

Подбор числа зубьев

Для быстроходной ступени принимаем :

Определение коэффициентов формы зубьев колес при соответствующих значениях

Расчет величин отношений

Расчет момента на шестерни

Определение относительной ширины шестерни

Величину относительной ширины шестерни оставляем той же, что и в расчете на контактную прочность

Расчет коэффициента, учитывающего неравномерность распределения нагрузки в зацеплении a-g

Определение значения коэффициента , учитывающего динамические нагрузки в зацеплении

1,12

Расчет делительного диаметра шестерни

Определение предварительного значения модуля

В соответствии с ГОСТ 9563-80 принимаем

Корректировка числа зубьев солнечного колеса

Принимаем , тогда:

Коррекция ширины венцов

Уточнение относительной ширины зубчатого венца солнечного колеса

Обоснование выбора марки стали и термообработки для колеса b

Поверхность зубьев

Сердцевина зубьев:

Для центрального колеса b выбираем сталь 20ХН2М ГОСТ 4543-75

Тихоходная ступень

Расчет эквивалентного времени для колес a и g

Расчет эквивалентного числа циклов нагружения колес



Расчет коэффициента долговечности

Расчет допускаемых напряжений

Подбор числа зубьев

Для тихоходной ступени принимаем :

Определение коэффициентов формы зубьев колес при соответствующих значениях

Расчет величин отношений

Расчет момента на шестерни

Определение относительной ширины шестерни

Расчет коэффициента, учитывающего неравномерность распределения нагрузки в зацеплении a-g

Определение значения коэффициента , учитывающего динамические нагрузки в зацеплении

Расчет делительного диаметра шестерни

Определение предварительного значения модуля

В соответствии с ГОСТ 9563-80 принимаем

Корректировка числа зубьев солнечного колеса

Принимаем , тогда:

Коррекция ширины венцов

Уточнение относительной ширины зубчатого венца солнечного колеса

Обоснование выбора марки стали и термообработки для колеса b

Поверхность зубьев:

Сердцевина зубьев:

Для центрального колеса b выбираем сталь 20ХН2М ГОСТ 4543-75

Расчет размеров зубчатых колес планетарной передачи редуктора из условия работоспособности подшипников сателлитов

Быстроходная ступень

Определение минимального диаметра сателлита, обеспечивающего работоспособность встроенного подшипника

Корректировка зубчатых колес

Корректировка рабочей ширины колес

Так как принимаем

Расчет основных диаметров колес планетарной ступени

мм

Расчет минимальной толщины обода, обеспечивающего изгибную прочность сателлита

Наибольший диаметр отверстия под подшипник

Радиальная нагрузка, воспринимаемая наиболее нагруженной опорой сателлита

Приведенная радиальная нагрузка

Расчетное значение динамической грузоподъемности подшипника

Выбор подшипника

Подшипник 42504

D = 47 мм

d = 20

B = 18

r = 1

r1= 0,5

Основные геометрические параметры щек водила

Тихоходная ступень

Определение минимального диаметра сателлита, обеспечивающего работоспособность встроенного подшипника

Корректировка зубчатых колес

Корректировка рабочей ширины колес

Расчет основных диаметров колес планетарной ступени

Расчет минимальной толщины обода, обеспечивающего изгибную прочность сателлита

Наибольший диаметр отверстия под подшипник

Радиальная нагрузка, воспринимаемая наиболее нагруженной опорой сателлита

Приведенная радиальная нагрузка

Расчетное значение динамической грузоподъемности подшипника

Выбор подшипника

Подшипник 42507

D = 72 мм

d = 35

B = 20

r = 1,5

r1= 1

Основные геометрические параметры щек водила

Конструирование быстроходной ступени

Сателлит

Для диаметра ширина кольца S составляет

Тогда:

Необходимые размеры для установки пружинного кольца А47 взяты в соответствии с ГОСТ 13941-86

Водило фиксируется относительно оси сателлита установочным винтом.

Центральное колесо a

Минимальный диаметр вала определяется по формуле:

Подшипники выбираются конструктивно. Ориентируемся на радиальные однорядные шарикоподшипники с сверхлегкой серией диметров. Оба подшипника устанавливаются слева от колеса a и фиксируются в осевом направлении при помощи пружинного кольца А70.

Для герметизации мест выхода из корпуса валов применяется резиновая манжета уплотнительная. Манжета предотвращает вынос масла из корпуса и препятствует попаданию в него пыли и влаги из вне.

Центральное колесо b

Для обеспечения необходимой прочности ориентировочно можно принять минимальную толщину обода:

Водило

Водило является плавающим, передает момент на колесо a тихоходной ступени с помощью муфты

Тогда:

Конструирование тихоходной ступени

Сателлит

Для диаметра ширина кольца S составляет

На тихоходной ступени используется стопорное кольцо А72

Фиксация водила относительно оси сателлита аналогичная: с помощью установочного винта

Центральное колесо a

Колесо a является плавающим. Подвод момента с водила быстроходной ступени осуществляется за счет муфты.

Так как , то недопустимо использовать муфту с центральным подводом момента. Поэтому будет использоваться муфта с боковым подводом момента. Примем диаметр муфты равным диаметру колеса a с тем, чтобы нарезать за один проход зубья муфты и зубья колеса:

Тогда:

Промежуток между венцами муфты и колеса а:

Необходимый диаметр между венцами муфты и колеса a определяется тем, что нужно обеспечить доступ для установки запорного кольца:

Центральное колесо b

Для обеспечения необходимой прочности ориентировочно можно принять минимальную толщину обода:

Водило

С одной стороны подшипник фиксируется за счет заплечика, сделанного на щеке водила. С другой стороны подшипник фиксируется пружинным стопорным кольцом А165

Конструирование корпуса

Корпусные детали получаются методом литья. Для изготовления литых корпусных деталей будет использоваться чугун СЧ 15 - 32. Толщина стенки и крышки:

Округляем полученные значения по ряду нормальных линейных размеров до ближайших значений:

В качестве заливной пробки берем пробку 2-G3/8-Ст3Гпс ОСТ 26.260.460-99

Проверочный расчет валов

На валу действуют некомпенсированные усилия от полумуфты и вследствие неравномерности распределения нагрузки между сателлитами.

Проверка:

Произведем проверку вала на прочность: все факторы в сечении сводятся к изгибающим моментам и перерезывающим силам.

Рассмотрим участок :

Рассмотрим участок :

Рассмотрим участок :



Из полученных моментов максимальный -

Полученный коэффициент запаса прочности больше допустимого, поэтому вал удовлетворяет требуемой прочности

Аналогичный расчет для вала тихоходной ступени. Так же будет действовать изгибающий момент, вызванный компенсирующей муфтой. Эти усилия прикладываются таким образом, чтобы были созданы худшие условия работы, по которым будет производиться расчет.

Произведем проверку:

В рамках курсовой работы проводится только расчет действующих реакций опор, которые необходимы для проверки установленных подшипников. Если бы расчет был доведен до конца, аналогично расчету вала быстроходной ступени, то получили, что вал тихоходной ступени удовлетворяет условиям прочности, только с меньшим запасом прочности. Валы в данном случае не оказываются лимитирующими по прочности.

Заключение

В ходе выполнения работы были проведены проектировочные расчеты зубчатых колес из условий контактной прочности активных поверхностей, расчеты зубчатых колес по критерию изгибной выносливости зубьев и расчеты зубчатых колес из условия работоспособности подшипников сателлитов. На основе этого был заложен базис для проработки конструкции планетарного редуктора в целом: выбор опор, выбор конструкций быстроходной и тихоходной ступеней, соединительных муфт, элементов крепления, проработка формы деталей корпуса планетарного редуктора.

Список используемых источников

1. Кудрявцев В.Н., Державцев Ю.А.. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983. - 400с

2. Кудрявцев В. Н., Детали машин: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1980 - 464 с

3. Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. - 8-е издание перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001 - 920 с

4. Бильдюк Н.А., Малышев Г.Д.. Детали машин: лабораторный практикум. Ч.1/ Под редакцией В.Н. Ражикова; Балт. гос. техн. ун-т - СПб., 2013. - 109 с

5. Бильдюк Н.А., Малышев Г.Д.. Детали машин: лабораторный практикум. Ч.2/ Под редакцией В.Н. Ражикова; Балт. гос. техн. ун-т - СПб., 2013. - 115с

Размещено на Allbest.ru

...