М инистерство образования Российской Федерации

Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С. П. Королева

( Национальный исследовательский университет)

Кафедра ОКМ

Проектирование главного редуктора вертолета

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

Вариант 1-6

Выполнил: студент гр.9231

Анисимов И.А.

Проверил: преподаватель

Балякин

Самара, 2014 г.

Задание

Рис. 1

Исходные данные:

F_t=35kH;

F_h=1.6kH;

n_вых=180мин_-1;

Р_вых=150кВт;

n_вх=2100мин_-1;

t_h=1500ч;

l=550мм

Режим работы 5.

Реферат

Курсовой проект

Пояснительная записка :

стр.; рис .

Графическая документация:

ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, КОНТАКТНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, НАПРЯЖЕНИЕ ИЗГИБА, КОЭФФИЦИЕНТ ЗАПАСА, ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО, МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ,СМАЗКА,ДОЛГОВЕЧНОСТЬ

Целью данной курсовой работы является проектирование главного редуктора вертолета по заданным характеристикам. В процессе работы будут рассчитаны геометрические параметры зубчатых передач редуктора исходя из условий соблюдения прочности. Затем начерчен сборочный чертеж редуктора. Рассчитаны прочность валов, долговечность подшипников и других важных элементов конструкции.

Содержание

Задание 3

Реферат 4

Содержание 5

Введение 6

1.Кинематический и энергетический расчет редуктора 7

1.1Определение общего передаточного отношения 7

1.2. Определение чисел оборотов валов 7

1.3. Ориентировочные значения КПД передачи 7

1.4.Определение мощностей на валах 7

1.5.Определение моментов на валах редуктора 8

2.Проектирование быстроходной цилиндрической передачи 8

2.1. Выбор материала зубчатых колес 8

2.2. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений 8

2.3. Определение основных габаритов передачи 10

2.4. Определение модуля и чисел зубьев 11

2.5. Определение геометрических размеров передачи 11

2.6. Проверочный расчет на контактную прочность 12

2.7. Проверочный расчет на изгибную прочность 13

3.Проектирование планетарной передачи 13

3.1. Выбор материала зубчатых колес 13

3.2.Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений 13

Расчет центрального неподвижного колеса 13

3.3 Определение основных габаритов передачи 16

3.4. Определение модуля и чисел зубьев 16

3.5. Определение геометрических размеров передачи 17

3.6. Проверочный расчет на контактную прочность 18

3.7 Проверочный расчет на изгибную прочность 18

3.8. Определение ширины неподвижного колеса 19

4.Оценка размеров диаметров валов 20

5. Подбор подшипников 21

6. Определение сил в зацеплениях 21

7. Расчет входного вала 23

8. Расчет промежуточного вала 24

9. Расчет выходного вала 26

10. Расчет сателлита 27

11. Расчет шлицевых соединений 28

12. Система смазки 29

Заключение 31

Список использованных источников 32

Приложения

Введение

В курсовом проекте рассматривается проектирование главного редуктора вертолета. Для этого произведены кинематический и энергетический расчеты редуктора, определены допускаемые контактные и изгибные напряжения , определены основные габариты передач , определены модуль и число зубьев передач , определены геометрические параметры , произведен расчет на прочность по контактным напряжениям в передачах и расчет по напряжениям изгиба. По рассчитанным данным выполнен сборочный чертеж главного редуктора вертолета. Выполнен расчет валов на прочность по усталостным напряжениям, расчет шлицевых соединений.

1.Кинематический и энергетический расчет редуктора

1.1Определение общего передаточного отношения

Мы знаем ,что передаточное отношение определяется

U _ред =U₁ U₂ или

Для цилиндрической передачи принимаем

U₁=2

т. к n_вх=2100 мин^-1

n_вых=180 мин^-1,то передаточное отношение будет равно

тогда U₂=12/2=6

для планетарной передачи

1.2. Определение чисел оборотов валов

У нас дано

n_I=2100 об/мин

,

,

n_a=1050 об/мин ,

n_h=175 об/мин ,

n_b^h=175 об/мин - для центрального неподвижного колеса -«короны»,

n_a^h=n_a-n_h=1050-175=875 об/мин - для солнечного колеса ,

- для сателлита .

1.3. 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

1.4.Определение мощностей на валах

P _вых = P₃=150кВт

1.5.Определение моментов на валах редуктора

T _a =T₂

Определим число сателлитов из неравенства:

Принимаем

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

Для четырех сателлитов К _нер=1,07

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

2.Проектирование быстроходной цилиндрической передачи

2.1. Выбор материала зубчатых колес

Для шестерни выбираем марку стали 12Х2Н4А , вид термообработки цементация

HRC = 60 ; 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.

2.2. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений

Расчет шестерни

Из предыдущих расчетов мы имеем

T_I = 0,69910⁶ Нмм ; n _I = 2100 об/мин ; t _h = 1000 ч ;

C =1 ; BT =4 ; IR=0;HRC = 58-63 ,я принимаю HRC = 60 ;

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 М Па

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2100 1 1000 1 = 1,2610⁸ т. к. N _НЕ  N _НО , тоК _HL=1

Для поверхностного упрочнения принимаем :

S _H =1,2

Итак:

 _{H lim b} = 1380 М Па ; N_НО = 1210⁷ ; N _НЕ = 2,7610⁸ ; К _HL=1

S _H =1,2 ; [ _H ]=1150 М Па

Из предыдущих расчетов :

T_I = 0,69910⁶ Нмм ; n _I = 2100 об/мин ; t _h = 1000 ч ;

C =1 ; BT =4 ; IR=0;HRC = 58-63 ,я принимаю HRC = 60 ;

марка стали 12Х2Н4А ;

вид термообработки - цементация

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

 _{F lim b} =800 М Па ;

m _F = 9 т. к HB350

К _FЕ =1 т. к. IR=0

N _FЕ =60nct _hК _FЕ = 602200 1 1000 1 = 1,26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} = 800 М Па; N_FЕ = 1.2610⁸; К _FC=1; К _FL=1

S _F =1,7; [ _F]=470,6М Па; К _FЕ =1 ; m _F = 9

Расчет колеса

Из предыдущих расчетов :

T₂ = 1,310⁶ Нмм ; n ₂= 1050 об/мин ; t _h = 1000 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 = 1380 М Па

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10501 1000 1 = 6,310⁷

т. к. N _НЕ  N _НО ,то

S _H =1,2

Итак:

 _{H lim b} = 1380 М Па ; N_НО = 1210⁷ ; N _НЕ = 6.310⁷ ; К _HL=1

S _H =1,2 ; [ _H ]=1270 МПа

Из предыдущих расчетов

T₂ = 1,310⁶ Нмм ; n ₂= 1050 об/мин ; t _h = 1000 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 допускаемого напряжения изгиба:

 _{F lim b} =800 М Па ;

m _F = 9 т. к HB350

К _FЕ =1 т. к. IR=0

N _FЕ =60nct _hК _FЕ = 601050 1 1000 1 =6,310⁷

т. к. N_FЕ  4 10⁶ ,то

К _FL=1

К _FC=1

S _F =1,7

Итак:

 _{F lim b} = 800 М Па; N_FЕ = 6,310⁷; К _FC=1; К _FL=1

S _F =1,7; [ _F]=470,5М Па; К _FЕ =1 ; m _F = 9