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:

Определение потребности в топливе и смазочных материалах
Общая потребность в дизельном топливе для выполнения объёма механизированных работ каждым трактором определяется путём умножения количества смен, затраченных трактором за сезон полевых работ, на сменную норму расхода топлива. Сменная нор ...

Ширина и высота проектируемого тепловоза
Максимальная ширина строительного очертания локомотива Вл ограничена габаритом подвижного состава 1-Т (ГОСТ 9238-83) и может быть принята равной: Вл = 3400 мм Высота строительного очертания тепловоза Нл определяется от уровня верха голо ...

Виды сообщений
В практике перевозок грузов различают два вида сообщений: смешанное сообщение и прямое сообщение. Смешанное сообщение - это перевозка грузов различными или одним и тем же видом транспорта, но с перегрузкой (например, с одного автомобиля ...