Кинематический и энергетический расчет редуктора

Определение 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

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.

Ориентировочные значения КПД передачи

 

h _ц =0,990..0,995 Принимаем степень точности - 6

Мы возьмем значение h для цилиндрической передачи равное

h _ц =0,99, тогда значение h для планетарной передачи будет вычислено так

Определение мощностей на валах

 

P _вых = P₃=150кВт

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:

 

 

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.

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

s _{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:

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

S _H =1,2; [s _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:

s _{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:

s _{F lim b} = 800 М Па; N_FЕ = 1.26×10⁸; К _FC=1; К _FL=1

S _F =1,7; [s _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

s _{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:

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

S _H =1,2; [s _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:

s _{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:

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

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