Министерство образования и науки РФ

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

Кафедра основы конструирования

Пояснительная записка к курсовому проектупо дисциплине

«Детали машин и основы конструирования»

КОК 119.000. Пз

Выполнил: студент

группы 3308 Панфилов Д.М.

Преподаватель: Якупова И.П.

Оценка:__________________ ( )

Комиссия:________________ ( )

_____________________

Дата:_____________

Казань 2012

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ № 1-19

Студент гр.3308 Панфилов Даниил Михайлович

Разработать привод прибора со следующими техническими требованиями:

1. Выход прибора вращательный.

2. Момент на выходе редуктора 200 Н*м.

3. Частота вращения на выходе редуктора 10 об/мин.

4. Срок службы 2000 часов

Особые требования________________________________________________

Составил: проф.Бердников В.В.

Дата выдачи задания: 9.04.12

Введение

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.

Назначение редуктора — понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Количество типов редукторов чрезвычайно велико. При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.

Основными задачами курсового проекта являются:

• ознакомление с научно-технической литературой по теме курсового проекта;

• изучение известных конструкций аналогичных машин и механизмов;

• выбор наиболее простого варианта конструкции с учетом требований технического задания на проект;

• выполнение необходимых расчетов с целью обеспечения заданных технических характеристик проектируемого устройства;

• выбор материалов и необходимой точности изготовления деталей и узлов проектируемого устройства, шероховатости поверхностей, необходимых допусков и посадок, допусков формы и расположения;

• выполнение графической части курсового проекта в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД;

• составление необходимых описаний и пояснений к курсовому проекту.

В данном курсовом проекте для разработки выбрана планетарная передача.

1. Выбор электродвигателя

𝜂- коэффициент полезного действия механизма, лежит в диапазоне {0.7..0.8}

-момент на выходе редуктора

- угловая скорость на выходе редуктора

_, где астота вращения на выходе редуктора;

Для удобства подбора двигателя рассчитаем мощность по крайним значениям КПД:

Выбираем двигатель:

Тип двигателя: МИ-22Ф

Технические характеристики: U=60B; Р=0.37кВт; n=3000об/мин; I=8.2A; η=71%.

Э скиз двигателя ми-22ф:

l1=40, l37=46, l21=12, d1=16, d25=175, d24=220;

2. Кинематический анализ планетарной передачи

- частота вращения вала электродвигателя.

- частота вращения на выходе редуктора.

Выберем трёхступенчатый планетарный редуктор, каждая ступень которого ступень Джемса.

U_{ст. ср} – среднее передаточное число ступеней

U_{ст. ср.}=

n – число ступеней, назначаем n=3

Принимаем значение =6.7

Проверяем точность обеспечения U_общ.(2-3%):

|δ| =

|δ| = = 0.254% < (2..3)% = δ_{заданное}

Изобразим схему редуктора.

Исходя из передаточного числа, подберем числа зубьев для каждого колеса.

Число зубьев центрального колеса планетарной передачи берём из диапазона Z₁>18..22 Z₃≥80, Z₂>25.

Z₁=20

Число зубьев неподвижного колеса определяется по формуле Виллиса:

Z₃=(U_ст-1)*Z₁=(6.7-1)*20=114;

Число зубьев сателлитов определяем из условия соосности:

Z₁+Z₂=Z₃-Z₂ ;

Z₂=(Z₃-Z₁)/2=(114-20)/2=47;

Определим максимально возможное кол-во сателлитов.

1. Условие соседства, из которого определяем максимально возможное количество

сателлитов (K_max):

- угол между сателлитами.

= 1 - коэффициент высоты головки зуба зубчатого колеса с эвольвентным профилем зубьев.

следовательно, максимально возможное число сателлитов равно трем, проверим это кол-во по условию сборки:

2.Из условия сборки определяем точное число сателлитов:

, где

С-должно быть целым числом.

p – количество полных оборотов водила, начинаем с нуля.

Возьмём p = 0, тогда:

; С – целое число.

3. Определение вращающих моментов на промежуточных валах редуктора и частот вращения промежуточных валов.

Воспользуемся формулой:

T_N=200 H*м – вращающий момент выходном валу редуктора;

η_ст=0.96, КПД ступени берут из диапазона (0.96..0.98);

Определим частоту вращения валов.

Определим погрешность:

Такая погрешность допустима.

Результаты вычислений занесем в таблицу.

№ вала	двиг.	1	2	3
n,об/мин	3000	446.76	66.83	9.97
Т,Н*м	0,75	4.83	31.09	200

4.Вычисляем межосевое расстояния aw из расчёта на контактную прочность закрытой зубчатой передачи и определим размеры колес.

- передаточное число от первого колеса ко второму, при неподвижном водиле;

- момент на входе ступени [H*мм];

= – коэффициент относительной ширины передачи, берем в диапазоне (0,05…0,25);

-ширина колеса.

K_H - коэффициент нагрузки, равный К_Hβ*К_HC, где Кнβ учитывает неравномерность распределения нагрузки по ширине венца зубчатого колеса (1,1 ..1,4);

K_HC - учитывает неравномерность распределения нагрузки между

сателлитами (1,1.. 1,4);

Принимаем Кнβ = 1,1 ; K_HC = 1,1 => K_H = 1,1*1,1 = 1,2.

- допускаемое контактное напряжение, зависит от материала, в нашем случае для стали равно 600 МПа = 600 Н/мм²

Рассмотрим 1 ступень:

Рассчитаем модуль:

теперь подберем в соответствии с Гостом стандартный модуль, взяв его значение в большую сторону от расчетного значения: m=0.8

Уточним межосевое расстояние:

Рассчитаем диаметры делительных окружностей, окружностей впадин и вершин:

Диаметр делительной окружности :

d_i = m·z_i;

Диаметр окружности вершин:

d_ai = m·(z_i+2·h_а*),

где h_а* = 1 – коэффициент высоты головки зуба эвальвентного зубчатого колеса для

колёс с наружными зубьями.

da_i = m·(z_i – 2· h_а* + ) – с внутренними зубьями

Диаметр окружности впадин:

d_fi = m·z_{i +} 2·m·(h_а*+c*) – для колес с внутренними зубьями

d_fi = m·z_i - 2·m·(h_а*+c*) – для колес с наружными зубьями

где с* - коэффициент радиального зазора, зависит от модуля:

c* =

Ширина венца зубчатого колеса:

b₂ = Ψ_ba· a_wi ;

b₁ = b₃ = b₂+(2;3мм)

d_i=m*Z_i;

d₁=0.8*20=16мм;

d₂=0.8*47=37.6мм;

d₃=0.8*114=91.2мм ;

d_ai=m*(Z_i+2*ha’)_;

d_a1=0.8*(20+2*1)=17.6мм;

d_a2=0.8*(47+2*1)=39.2мм;

d_a3=( Z₃-2*ha’+15.2/z₃)*m=(114-2*1+15.2/114)*0.8=89.7мм;

d_fi=m*Z_i -2*m*(ha’+c’);

d_f1=16-1.6*1.35=13.84мм;

d_f2=37.6-1.6*1.35=35.44мм;

d_f3=m*Z₃+2*m(ha’+c’)=93.36мм;

Далее рассчитаем ширину колес:

b₂= b₂=4мм;

b₁ =b₃= b₂+3мм=7мм;

Рассмотрим 2 ступень:

Рассчитаем модуль:

теперь подберем в соответствии с Гостом стандартный модуль, взяв его значение в большую сторону от расчетного значения: m=1.5

Уточним межосевое расстояние:

Рассчитаем диаметры делительных окружностей, окружностей впадин и вершин:

d_i=m*Z_i;

d₁=1.5*20=30 мм;

d₂=1.5*47=70.5мм;

d₃=1.5*114=171мм ;

d_ai=m*(Z_i+2*ha’)_;

d_a1=1.5*(20+2*1)=33мм;

d_a2=1.5*(47+2*1)=73.5мм;

d_a3=( Z₃-2*ha’+15.2/z₃)*m=(114-2*1+15.2/114)*1.5=168.2мм;

d_fi=m*Z_i -2*m*(ha’+c’);

d_f1=30-3*1.25=26.25мм;

d_f2=70.5-3*1.25=66.75мм;

d_f3=m*Z₃+2*m(ha’+c’)=174.75мм;

Далее рассчитаем ширину колес:

b₂= b₂=8мм;

b₁ =b₃= b₂+3мм=11мм;

Рассмотрим 3 ступень:

Рассчитаем модуль:

теперь подберем в соответствии с Гостом стандартный модуль, взяв его значение в большую сторону от расчетного значения: m=2.25,

Уточним межосевое расстояние:

Рассчитаем диаметры делительных окружностей, окружностей впадин и вершин:

d_i=m*Z_i;

d₁=2.25*20=45 мм;

d₂=2.25*47=105.75мм;

d₃=2.25*114=256.5мм ;

d_ai=m*(Z_i+2*ha’)_;

d_a1=2.25*(20+2*1)=49.5мм;

d_a2=2.25*(47+2*1)=110.25мм;

d_a3=( Z₃-2*ha’+15.2/z₃)*m=(114-2*1+15.2/114)*2.25=252.3мм;

d_fi=m*Z_i -2*m*(ha’+c’);

d_f1=45-2*2.25*1.25=39.375мм;

d_f2=105.75-2*2.25*1.25=100.125мм;

d_f3=m*Z₃+2*m(ha’+c’)=262.125мм;

Далее рассчитаем ширину колес:

b₂= b₂=19мм;

b₁ =b₃= b₂+3мм=22мм;

Определим диаметры валиков на всех ступенях, воспользуемся формулой:

Т – Вращающий момент на валу, [Н·мм]

– допустимое напряжение кручения, берется из диапазона (20…25) МПа,

для стали 45.

Принимаем = 25 МПа = 25 Н/мм²

С учетом того что =16мм из характеристики двигателя(на схеме d_I), имеем d_дв=16мм; В целях упрощения конструкции выполняем колеса 1-ой и 2-ой ступеней одинаковых размеров, взятых из 2-ой ступени.

d₁=d₂=20мм; d₃=35мм.