Проектирование и проверочный расчет КПП МТ-10

Информация » Проектирование и проверочный расчет КПП МТ-10

Редуктор — неотъемлемая составная часть современного оборудования.

Редуктором называют механизм, выполненный в виде отдельного агрегата, служащий для понижения угловой скорости и соответственно повышения крутящих моментов.

К коробкам передач относят редукторы, у которых кроме передач имеются механизмы, обеспечивающие ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала. Частота вращения ведомого вала изменяется при помощи кулачковых и фрикционных муфт, включением определенных колес или передвижением их вдоль одного вала до ввода в зацепление с колесами на параллельном валу.

Главной особенностью проектирования является необходимость вписывания разных ступеней передач в определенное межосевое расстояние при заданных частотах вращения ведомого вала и размещение в коробке механизмов переключения скоростей.

В коробках передач транспортных машин передаточные числа выбираются в соответствии с оптимальными тяговыми характеристиками и экономичным расходованием топлива. Межосевое расстояние определяется по максимальному вращающему моменту. Профильный угол иногда делают больше , углы наклона косых зубьев

При выполнении курсового проекта находят практическое применение основные разделы курса ''Конструирование машин и механизмов'', такие как расчеты зубчатых передач различных типов, разъемных и неразъемных соединений, валов, выбор подшипников, материалов и термообработок, масел, посадок, параметров шероховатости и т.д.

Заданием курсового проекта является проектирование и проверочный расчет КПП МТ-10.

Перечень условных обозначений, сокращений и символов

* — частота вращения, об/мин;

— момент, Н·м;

— ресурс долговечности, ч;

— передаточное отношение;

* — крутящий момент, Н·м;

* — коэффициент полезного действия;

* — число зубьев;

— допускаемое контактное напряжение, Мпа;

— допускаемое изгибное напряжение, МПа;

— коэффициент безопасности;

— коэффициент долговечности;

— предел контактной выносливости, МПа;

— предел изгибной выносливости, МПа;

— базовое число циклов перемены напряжений;

— расчетное число циклов перемены напряжений;

— коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий;

— коэффициент динамической нагрузки;

— коэффициент расчетной нагрузки;

—коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности зуба;

—коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрации

— модуль зацепления;

— коэффициент ширины зубчатого колеса;

— делительный диаметр зубчатого колеса, мм;

— диаметр окружности вершин зубчатого колеса, мм;

— диаметр окружности впадин зубчатого колеса, мм;

* — ширина венца зубчатого колеса, мм;

— межосевое расстояние, мм;

— удельная расчетная окружная сила, Н;

— коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

— коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;

— коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;

— коэффициент смещения исходного контура;

— коэффициент трения в зацеплении;

* —коэффициент потерь в зубчатом зацеплении;

— коэффициент динамичности;

— запас прочности по нормальным напряжениям;

— запас прочности по касательным напряжениям;

* — общий запас прочности;

— окружная сила, H;

— радиальная сила, H;

*— эквивалентная нагрузка на подшипник, H;

* — динамическая грузоподъемность подшипника.

Проектировочный расчет

Исходные данные:

Количество зубьев шестерни: ;

Количество зубьев колеса: ;

Требуемое передаточное отношение: ,6;

Частота вращения шестерни: ;

КПД подшипников качения :;

КПД передачи: ;

Срок службы: .

Таблица 1.1

Элемент передачи

Марка стали

Термообработка

Заготовка

Твердость поверхности

Шестерня

20Х2Н4А

Цементация

поковка

1400

1200

65HRCэ

Колесо

20Х2Н4А

Цементация

поковка

1400

1200

63HRCэ

Определение числа циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

, где

- количество контактов зубьев шестерни и колеса за один оборот, (=1), тогда:

, , ;

, , ,

Определение допускаемых напряжений:

а) контактных:

,

где - предел контактной выносливости,

- коэффициент безопасности, - коэффициент долговечности, тогда

,

так как и , то, а , ,

для колеса -,

для шестерни - ,

,

в качестве расчётного принимаем ;

б) изгибные:

, где

, тогда

,

, так как , то , ,

,

;

в) предельные:

,

.

Определение коэффициентов расчётной нагрузки:

Коэффициенты расчётной нагрузки соответственно при расчётах на контактную и изгибную выносливость равны:

,

,

где,

kА=1- коэффициент внешнего динамического нагружения для случая равномерно нагруженного движения;

- коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий (при НВ>350),

- коэффициент динамической нагрузки для 8-ой степени точности,

kHa= kFa=1

,

.

Определение начального диаметра шестерни

,

где, ,

X=0.0061(100-Z)

X1=0.549, X2=0.4

=0.064956,

, ,

,

- коэффициент ширины шестерни относительно её диаметра,

, тогда

.

Определение модуля зацепления

Принимаем

m

=2.75мм ,тогда

,

Mежосевое расстояние: .

Проверочный расчёт

Проверка передачи на контактную прочность:

,

где,

- коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей зубьев,

- угол наклона прямого зуба, - угол профиля зуба рейки, для стальных колес Е2= Е3=2,1 105 МПа,

Zm=275 МПа1/2-коэффициент учитывающий свойства колес;

При коэффициентах смещения X1 ,X2, коэффициент формы сопряженных поверхностей зубьев ZH=1.494.

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, так как колесо прямозубое, то ;

Определим окружную скорость:

,

уточним коэффициент расчётной нагрузки:

, где

- удельная окружная динамическая сила, где

- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев,

- коэффициент, учитывающий влияние разности основных шагов зацепления зубьев шестерни и колеса, тогда

,

- удельная расчётная окружная сила в зоне наибольшей концентрации, где

- полезная окружная сила,

- ширина зубчатого венца, тогда

,

следовательно: ,

,

,

определяем удельную расчётную окружную силу:

,

,

Недогруз составляет 2.1%. что допустимо.

Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

.

а) Определим коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:

для ,

для ,

, .

б) Проверяем на прочность зуб шестерни:

,

, где

- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, при 8-ой степени точности,

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев, тогда

*.

Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома):

,

;

Популярные материалы:

Кабельная сеть рельсовых цепей
Для рельсовых цепей составляют кабельные сети релейных и (отдельно) питающих трансформаторов. При составлении кабельных сетей релейных трансформаторов руководствуются тем, что предельная длина кабеля без дублирования жил в проводе между п ...

Ведомость оборудования, подъёмно-транспортное оборудование
Ведомость оборудования, подъёмно-транспортное оборудование представлена в таблице 2 Таблица 2 – Ведомость оборудования, подъёмно-транспортное оборудование Наименование оборудования Площадь занимаемая оборудованием, м2 Потребляе ...

Построение внешней скоростной характеристики
Внешняя скоростная характеристика двигателя необходима для получения тяговой характеристики автомобиля. Наиболее точно внешнюю скоростную характеристику вновь проектируемого двигателя можно построить по результатам теплового расчета, пров ...