Госкомитет Российской Федерации по Высшему Образованию

Московский государственный авиационный технологический университет

имени К.Э. Циолковского

__________________________________________________________________

Кафедра "Механика машин и механизмов"

Утверждено

редакционно-издательским

советом института

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО

СООСНОГО РЕДУКТОРА

Методические указания

к выполнению проекта по курсу "Детали машин"

Москва 2005

Пример расчета соосного редуктора

И сходные данные: U_p=8…25 – обе ступени косозубые

Найдём необходимую мощность электродвигателя для рассматриваемого привода:

, где - мощность на валу исполнительного устройства,

- общий коэффициент полезного действия, который для рассматриваемого привода равен:

- КПД зацепления быстроходной ступени;

- КПД зацепления тихоходной ступени;

- КПД одной пары подшипников качения;

- КПД муфты, соединявшей двигатель и редуктор;

- КПД муфты, соединявшей редуктор и ИУ.

Значения данных коэффициентов приведены ниже.

;

Максимальное передаточное отношение , значит максимальная частота вращения ротора будет равна:

Выбор электродвигателя

Двигатель подбирается по мощности и числу оборотов.

По таблице с основными параметрами закрытых обдуваемых электро-двигателей серии 4А /ГОСТ 19523-74/ выбираем нужный электродвигатель. В рассматриваемом примере выбираем двигатель марки 4А100S4.

Следовательно:

мощность двигателя ;

частота вращения

размеры конца вала , ;

Передаточное отношение редуктора и распределение его по ступеням

Передаточное отношение редуктора

Числитель и знаменатель помножим на , - получим ,

где , а .

Передаточное отношение тихоходной ступени находится по формуле

Для соосного редуктора a = 1, k = 0,5;

Передаточное отношение быстроходной ступени находится по формуле

Коэффициент рабочей ширины венца колеса тихоходной ступени принимаем = 1;

Угловые скорости:

Крутящий момент на шестерне быстроходной ступени равен:

Крутящий момент на шестерне тихоходной ступени равен:

Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений.

Выбор проводим по номограмме для наших данных: , а , , тип редуктора 07.

По таблице П.1 для колес выбираем сталь 45,

для которой НВ = 167..194. Среднее значение твердости колеса:

H_2ср = 0,5(167+194) = 180,5

Твердость шестерни назначаем из условия:

H₁=Н₂+(10...40)

H₁ =180,5+ (10...40) = 190,5...220,5

По таблице выбираем сталь 45 , для которой НВ= 194...222

H_1ср =0,5(194..222) = 210,0

По таблице П.3:

Группа сталей – 06

S_H =1,1, S_F =1,75,

Допускаемые напряжения определяем по формулам:

где , - коэффициенты долговечности (для длитель­но работающих передач при непостоянной нагрузке = =1;

- коэффициент, учитывающий характер приложения нагрузки (при одностороннем приложении , при двухстороннем - ).

Расчет цилиндрической косозубой передачи. (тихоходная ступень)

1. Приближенное значение начального диаметра шестерни:

2. Окружная скорость:

По таблице 1.6 назначаем степень точности – 9.

3. Выбор коэффициентов:

по табл.1.7, 1.8 и 1.9:

, , ,

,

4. Уточненное значение начального диаметра шестерни:

5. Предварительное значение рабочей ширины зубчатого венца:

По ГОСТ 6636-69 принимаем

6. Межосевое расстояние:

По ГОСТ 6636-69 принимаем

7. Модуль m, числа зубьев шестерни и колеса .

По ГОСТ 9563-60 принимаем

Предварительное определение угла наклона зубьев:

Принимаем

Окончательный расчет угла наклона зубьев:

Следовательно

Значит

8. Реальное передаточное число и его отклонение от выбранного значения :

9. Геометрические размеры зубчатых колес:

10. Проверочный расчет на контактную выносливость:

10.1 Уточнение окружной скорости:

10.2 Уточнение степени точности по таблице 1.6 и коэффициента

по таблице 1.9.

Оставляем 9 степень точности. Коэффициент .

10.3 Частные коэффициенты нагрузки:

10.4 Удельная расчетная окружная сила:

10.5 Расчетное контактное напряжение:

(для стальных колес),

10.6 Условие прочности на контактную выносливость:

Условие прочности выполняется.

10.7 Недогрузка по контактной прочности:

11. Ширина колеса и шестерни :

По ГОСТ 6636-69 принимаем

12.1 Проверочный расчет на изгиб:

Коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса выбирают из таблицы 2.2.

12.2 Частные коэффициенты нагрузки , и рассчитываются по формулам:

где n степень точности передачи, которая выбирается из таблицы 1.6.

12.3 Удельная расчетная окружная сила при расчете на изгиб:

12.4 Расчетные напряжения изгиба:

Условия прочности на изгиб выполняются.