Введение

В данной работе требуется рассчитать и сконструировать главный редуктор вертолета, по заданным техническим условиям. Основными требованиями предъявляемыми к редукторам вертолетов являются надежность, долговечность, удобство и простота обслуживания. Редуктор служит для повышения крутящего момента и понижения угловой скорости. Механические редуктор получил широкое распространение в технике т.к. он компактен, надежен, и имеет низкий КПД. Он применяется во всех вертолетах. Вертолетные двигатели выгодно делать высокочастотными, но имеющими малый крутящий момент. Но на при высоких частотах на винте будут большие инерционные силы которые могут разорвать лопасть, а крутящий момент будет недостаточен для взлета.

Для обеспечения всех требований предъявляемых к редуктору его детали должны обладать некоторыми свойствами важнейшие из которых: прочность, надежность, устойчивость, жесткость, износостойкость, виброустойчивость, теплостойкость, технологичность.

1. Кинематический и энергетический расчет редуктора

   1. Определение общего передаточного отношения

Мы знаем ,что передаточное отношение определяется

U _ред =U₁ U₂ или

Для цилиндрической передачи принимаем

U₂=4

т. к n_вх=2300 мин^-1

n_вых=210 мин^-1,то передаточное отношение будет равно

тогда U₁=10,95/2=2,738

для планетарной передачи

.

2. Определение чисел оборотов валов

У нас дано

n_I=2300 об/мин

,

n_a=840 об/мин ,

n_h=210 об/мин ,

n_b^h=210 об/мин - для центрального неподвижного колеса -«короны»,

n_a^h=n_a-n_h=840-210=630 об/мин - для солнечного колеса ,

- для сателлита .

3. Ориентировочные значения КПД передачи

 _ц =0,990-0,995 Принимаем степень точности - 6

Мы возьмем значение  для цилиндрической передачи равное

 _ц =0,99 , тогда значение  для планетарной передачи будет вычислено так

4. Определение мощностей на валах

P _вых = P_III=170кВт

.

5. Определение моментов на валах редуктора

T _a =T_II

Определим число сателлитов из неравенства:

Принимаем

Определяем крутящий момент , который передается от центрального колеса к сателлиту :

Для 5 сателлитов К _нер=1,1

Определим крутящий момент , передающийся от сателлита к неподвижному центральному колесу :

2. Проектирование быстроходной цилиндрической передачи

   1. Выбор материала зубчатых колес

Для шестерни выбираем марку стали 12Х2Н4А , вид термообработки цементация

HRC = 60 ; HB = 600 ; IR = 0 ; HRC_C =35

Т.к шестерня из такой марки стали относится ко второй группе (HB350 ) , то твердость рабочей поверхности зубьев колеса принимаем HRC=60 т. е. такое же , как у шестерни. Выбираем для колеса сталь 12Х2Н4А.

2. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений

Расчет шестерни

Из предыдущих расчетов мы имеем

T_I = 0,7310⁶ Нмм ; n _I = 2300 об/мин ; t _h = 2000 ч ;

C =1 ; BT =4 ; HRC = 58-63 ,я принимаю HRC = 60 ;

HB = 600 ; IR = 0 ; марка стали 12Х2Н4А ;

вид термообработки - цементация

Теперь по схеме алгоритма определения допускаемых контактных напряжений мы рассчитываем их

 _{H lim b} =23HRC = 2360= 1380 МПа

N_НО = 1210⁷ т. к HRC56

К _НЕ =1 т.к. IR=0

N _НЕ =60nct _hК _не = 602300 1 2000 1 = 27,610⁷

т. к. N _НЕ  N _НО , то

К _HL=1

Для поверхностного упрочнения принимаем :

S _H =1,2

Итак:

 _{H lim b} = 1380 МПа ; N_НО = 1210⁷ ; N _НЕ = 2,7610⁸ ;

К _HL=1

S _H =1,2 ; [ _H ]=1150 МПа

Из предыдущих расчетов :

T_I = 0,7310⁶ Нмм ; n _I = 2300 об/мин ; t _h = 2000 ч ;

C =1 ; BT =4 ; HRC = 58-63 ,я принимаю HRC = 60 ;

HB = 600 ; IR = 0 ; марка стали 12Х2Н4А ;

вид термообработки - цементация

Теперь по схеме алгоритма расчета допускаемых напряжений изгиба мы рассчитываем их :

 _{F lim b} =750 МПа ;

m _F = 9 т. к HB350

К _FЕ =1 т. к. IR=0

N _FЕ =60nct _hК _FЕ = 602300 1 2000 1 = 2,7610⁸

т. к. N_FЕ  4 10⁶,то

К _FL=1

К _FC=1 - нагружение нереверсивное

S _F =1,7

Окончательно имеем:

 _{F lim b} = 750 МПа ; N_FЕ = 2,7610⁸ ; К _FC=1 ; К _FL=1

S _F =1,2 ; [ _F ]=441,2МПа ; К _FЕ =1 ; m _F = 9.