Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Редуктором называют механизм, служащий для передачи

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
24.01.2021
Размер:
543.13 Кб
Скачать

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Введение

Редуктором называют механизм, служащий для передачи мощности от электродвигателя к рабочему органу исполнительного устройства. С

помощью редукторов осуществляют уменьшение угловой скорости, а также увеличение выходного момента. В зависимости от требуемого расположения геометрических осей валов, между которыми передаётся вращение, и

необходимого передаточного числа в редукторах используют цилиндрические, конические, а также червячные зубчатые передачи.

Зубчатые и червячные редукторы характеризуются высокой надежностью, долговечностью, постоянством передаточного числа и простотой в эксплуатации. Они имеют малый вес и небольшие габариты при обеспечении больших передаточных чисел.

Для передачи вращательного движения широко используют зубчатые и червячные механизмы. Если геометрические параллельны, то применяют цилиндрические зубчатые колеса, если оси валов пересекаются, то конические зубчатые колеса. Каждую передачу, состоящую из двух колес,

независимо от ее типа называют ступенью.

Стандарт ГОСТ 2.402-68 (СТ СЭВ 286-76) устанавливает условные изображения всех типов зубчатых колес. Чтобы правильно оформить рабочие чертежи зубчатых колес, необходимо знать способы нарезания зубьев,

геометрические соотношения элементов эвольвентного зацепления, степени точности, предельные отклонения размеров и требуемых шероховатостей поверхностей всех конструктивных элементов.

Для поддержания вращающихся деталей и передачи крутящих моментов между ними служат валы. От прочности и жесткости валов во многом зависит работоспособность механизмов.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Проектировочный расчет 1-ой ступени

Принятые материалы

Элеме

Загот

Марка

Термооб

нт

овка

стали

работка

переда

 

 

 

чи

 

 

 

Шесте

рня

Z1 По ковка1 2ХН3А Цемен тация1

000850 HB 350HR C

62

N

HD1

35 * 106

 

 

 

N

 

 

4 * 10

6

FD1

 

 

 

 

Колесо

 

 

Z

 

 

 

 

2

По

 

 

 

 

 

 

ковка1

 

 

2ХН3А

 

 

Цемен

 

 

тация1

 

 

000850

 

 

HB

 

 

 

 

300HR

 

 

C

 

 

 

 

58

 

 

 

 

N

HD 2

25 * 106

 

 

 

N

FD 2

4 * 106

 

 

 

 

 

в

 

,

 

МПа

 

 

 

т

,

 

МПа

 

Твер

 

дость

сердц

евин ы не мене еТве рдост

ь

повер

хност

и

Базов

ые

числа

цикл

ов

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Установим передаточное отношение для 1-ой ступени U1 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U2

 

n1

 

 

1

3.728

Тогда для второй ступени:

n4

U1

 

 

 

 

Примем

Z

1

26

,

Z

2

U

1

* Z

1

78

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

3616.67

n

 

1

2

U

 

 

 

 

 

Частота вращения колеса:

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Числа циклов перемены напряжений

об/мин.

шестерни:

N

H 1

N

F 1

2 * n

* 60 *T

 

 

1

 

8.463 * 10

9

 

;

колеса:

N H 2

N F 2

1* n

* 60 *T

2

 

1.41 *

10

9

 

.

Определяем допускаемые напряжения:

а) контактные:

 

H 01

23HRC

1

23 * 62 1426

 

 

 

МПа;

 

H 02

23HRC

2

23 * 58 1334

 

 

 

МПа;

S

H 1

S

H 2

 

 

1.2

; тогда:

 

 

 

0.9

 

1069.5

 

H 01

H

 

 

1

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H 1

 

МПа;

 

 

 

0.9

 

1000.5

 

H 02

H

 

 

2

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H 2

 

В качестве допускаемого

МПа.

принимаем меньшее из двух значений:

 

H

1000.5

МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) изгибные:

 

 

 

F 01

F 02

700

SF 2.2 ; тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

F 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

1

 

F

2

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

МПа;

318.182

.

Определим расчетную нагрузку.

Предположив, что bd 0.9 , примем Kh 1.14 , KF 1.29 ,

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

KV

1.4

.

 

K H KF

Тогда:

Kh * KV

KF * KV

1.596

;

 

 

1.806

.

 

Делительный диаметр шестерни:

dw 1

Kd

* 3

 

 

T1 * K H

 

 

bd * H

2

 

 

 

 

 

K

 

10

3

2K

 

Z

 

* Z

 

d

 

V

H

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* U1 U1

* Z

 

 

 

 

2

 

 

 

1

, где

,

Z H

 

 

 

2

 

2

1.764

 

 

 

 

 

sin 2 w

0.64

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

M

275

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляем значения:

 

 

 

3

 

 

2

K

 

10

2 * 1.4 1.764 * 275 * 1

d

 

 

 

 

 

 

 

T

 

9550*

N

660.138

 

 

1

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

(Н*м).

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

870.152

;

d

 

 

 

870.152* 3

 

660.138* 1.14

*

3 1

 

100.9

w1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.9 * 1000.52

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окружной модуль:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

3.88

 

 

 

 

 

m

 

w1

 

 

 

 

 

t

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбираем mt 4 . Тогда:

 

 

 

d

w1

 

m * Z

 

104

(мм);

 

 

 

 

 

 

 

t

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

w 2

m * Z

 

312

(мм).

 

 

 

 

 

 

t

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверочный расчет 1-ой ступени

. Проверка на контактную выносливость Уточняем коэффициент расчетной нагрузки:

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

V

 

 

* d

 

* n

 

 

 

w1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

окр

 

 

60000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

mt Z1 Z2

 

w

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

59.082

(м/с);

208

(мм);

F

2000T

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

t

 

2d

 

 

 

 

 

w1

 

 

 

 

 

 

b

 

bd

* d

w1

w1

 

 

 

6347.4832

 

(Н);

93.6

(мм);

 

Из таблиц выбираем

 

0.006

,

q

0

 

 

 

w

 

 

q

 

 

*V

 

a

w

91.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

0

 

 

 

окр

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

(Н/мм);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

* K

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

t

 

 

 

 

 

77.31

 

 

 

tp

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Н/мм).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

w

2.184

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

v

 

 

 

 

 

 

V

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tp

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

H

K

h

* K

V

2.489

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

F

K

F

* K

V

2.817

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

и вычисляем

Значения

K

H

и

K

F

достаточно большие и, если действительные

 

 

 

 

 

 

 

напряжения превысят допускаемые, можно будет снизить эти напряжения применением бочкообразных зубьев или зубьев с модификацией.

w

 

K

2000T

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Ht

 

H

d

 

 

 

 

b

w1

 

 

 

w1

 

337.628

(Н/мм);

Тогда напряжения

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

 

 

Z

 

Z

 

Z

 

w

Ht

U

1

1

1009.22

 

 

1000.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

H

M

 

d

 

 

* U

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перенапряжение меньше 3%. Значит полученные габариты колеса удовлетворяют заданным условиям.

. Проверка на изгибную выносливость

Найдем напряжения при изгибе зубьев. Для этого подбираем коэффициенты формы зубьев.

YF 1

3.9

,

Y

F 2

3.74

 

 

.

Найдем отношение допускаемых напряжений к коэффициентам:

 

F

 

81.585

 

 

F

 

 

1

 

 

2

Y

 

 

 

Y

 

 

F 1

 

;

F 2

 

 

 

 

 

 

 

85.075

.

Так как

81.585

85.075

, проверяем зуб шестерни.

 

 

K

 

 

2000* T

w

 

 

*

 

 

1

ft

F

b

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w1

 

 

 

 

 

w1

 

382.053

(Н/мм);

 

 

1.88

3.2

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

1

*

U

1

 

 

 

U

 

 

 

 

1

1

1.71589

 

;

Y

Y

 

 

1

 

1

 

0.613;

 

 

 

K

0.95 * 1.71589

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

*Y *Y *

w ft

228.514

 

F 1

 

 

 

F 1

 

 

mt

 

Тогда:

 

 

 

 

.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Полученное значение меньше допустимого, значит полученные габариты колеса удовлетворяют заданным условиям.

Проектировочный расчет 2-ой ступени

Принятые материалы

Элемент

Загот

Марка

Термообр

передачи

овка

стали

аботка

Шестерня

 

 

 

 

Z

3

По

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ковка12Х

 

 

 

 

Н3АЦеме

 

 

 

 

нтация10

 

 

 

 

00850HB

 

 

 

 

300HRC

 

 

 

 

 

63

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

35 * 10

6

HD 1

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

4 * 10

6

 

FD1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Колесо

 

 

 

 

 

Z

4

Поко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вка12ХН

 

 

 

 

3АЦемен

 

 

 

 

тация100

 

 

 

 

0850HB

 

 

 

 

 

350HRC

 

 

 

 

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

25

* 10

6

HD 2

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

4 * 10

6

 

FD 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

,

 

МПа

 

 

 

т

,

 

МПаТ

вердо

сть

сердц

евины

не

менее

Тверд

ость

повер

хност

и

Базов

ые

числа

цикло

в

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Передаточное отношение для 2-ой ступени

Примем

Z

3

24

,

Z

4

U

2

* Z

3

89.48 90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Числа циклов перемены напряжений

U2 n1 3.728 n4U1 .

.

шестерни:

N H 3

NF 3

1* n

* 60 *T

3

 

1410500000

;

колеса:

N H 4

NF 4

2 * n

* 60 *T

4

 

756600000

.

Определяем допускаемые напряжения:

а) контактные:

 

H 03

23HRC

3

23 * 63 1449

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H 04

23HRC

4

23 * 65 1495

МПа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

H 3

S

H 4

1.2

; тогда:

 

 

 

 

 

 

 

МПа;

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

 

 

0.9 H 03

1086.75

 

H 3

SH 3

 

 

 

МПа;

 

 

0.9 H 04

1121.25

 

H 4

SH 4

 

 

 

МПа.

В качестве допускаемого принимаем меньшее из двух значений:

 

H

1086.75

 

 

МПа.

б) изгибные:

 

F 03

 

F 04

700

МПа;

 

 

 

 

 

 

 

S

F

1.75

; тогда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

F 0

F

F

 

 

3

 

4

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим расчетную нагрузку.

Предположив, что bd 0.8 , примем Тогда:

Kh

1.13

,

KF

1.26

,

KV

1.5

.

K

H

K

h

* K

 

 

 

V

K

F

K

F

* K

 

 

V

1.695 1.890

;

.

Делительный диаметр шестерни:

 

 

 

 

 

T * K

H

 

 

U

1

1

d

 

K

 

* 3

 

1

*

 

*

 

 

 

w1

d

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bd

 

H

 

 

 

 

 

1

Kd 1032KV ZH * ZM * Z 2 ,

, где

Z H

 

 

2

 

2

1.764

 

 

 

sin 2 w

0.64

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

Z

M

275

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

1

.

 

 

 

 

 

Подставляем значения:

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

K

 

10

3

 

 

2

890.395

d

 

2 * 1.5 1.764 * 275 * 1

 

 

 

 

 

 

 

T

 

9550*

N

1980.415

 

 

 

 

3

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

(Н*м).

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

;

d

 

890.395* 3

 

1980.415* 1.13

*

3.728

1

 

147.063

w 3

 

 

 

 

0.8 * 1086.752

 

3.728

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окружной модуль:

mt dw 3 6.13 Z3

Выбираем

m

t

 

 

 

 

 

 

dw 3 mt * Z3

d

w 4

m

* Z

4

 

 

t

 

 

;

 

5

. Тогда:

 

120 (мм);

450

(мм).

 

Проверочный расчет 2-ой ступени

. Проверка на контактную выносливость Уточняем коэффициент расчетной нагрузки

V

 

 

* d

w 3

* n

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

окр

 

 

 

60000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

m

Z

 

 

Z

 

 

 

 

t

 

3

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.724 (м/с);

285 (мм);

F

2000T

 

 

 

 

3

16503.456

t

2d

 

 

 

 

 

w 3

 

 

(Н);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bw 3 bd * dw 3

96.0 (мм);

Из таблиц выбираем

0.006

 

, q0 31 и вычисляем

w

 

q

*V

a

w

 

 

 

 

 

 

 

 

v

0

окр

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

36.95

(Н/мм);

wtp

Ft * Kh

194.26

bw 3

 

(Н/мм).

KV

Тогда:

K H Kh KF KF

1

w

1.19

v

w

 

 

 

tp

 

*KV 1.345;

*KV 1.4997.

;