Файл: Проектный и проверочный расчет цилиндрического одноступенчатого прямозубого редуктора.docx

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство воздушного транспорта

Кирсановский авиационный технический колледж

- филиал ФГБОУ ВО

«Московский государственный технический университет ГА»
Дисциплина «ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА»
ПРОЕКТНЫЙ И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО

ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ПРЯМОЗУБОГО РЕДУКТОРА
ВАРИАНТ 18


Выполнил курсант 26 учебной группы

ФИО
Рогов Михаил Романович

Проверил преподаватель

Прохорова М.Е.

Дата сдачи «____»___________20______год


Кирсанов, 2022г.

Содержание

Аннотация

Одним из главных направлений повышения эффективности обучения технической механике является усиление роли самостоятельной работы учащихся на занятиях.

---

Для учащихся колледжей проектная задача по дисциплине «Техническая механика» раздел «Детали машин» является первой расчётной работой, позволяющей синтезировать полученные знания по курсу теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение, математические дисциплины. Целью проектной задачи является привитие навыков практического расчёта деталей и узлов механических приводов общего назначения.

При выборе материалов для изготовления деталей передачи и определении допускаемых напряжений необходимо ориентироваться на недефицитные материалы. Выбирая из таблиц механические характеристики материалов, надо принимать их средние значения.

Выполняя расчётную задачу, следует соблюдать соответствующие ГОСТы при выборе следующих параметров: межосевого расстояния, передаточного числа, модуля зацепления.

Проектная задача выполняется по индивидуальному заданию, которое выдается преподавателем. На аудиторных занятиях рассматриваются основные этапы расчета и проектирования. Учащиеся выполняют проектную задачу самостоятельно, но в процессе работы могут обращаться к преподавателю за консультациями по любым вопросам.

При защите проектной задачи курсант должен показать знание устройства редуктора и работы механизма в целом, виды нагрузок и деформаций, которым подвергались детали, порядок их расчета, знать технологию изготовления.

Прежде, чем приступить к выполнению задания, надо изучить теоретический материал.

Введение

Машины состоят из деталей. Детали машин – это составные части машин, каждая из которых изготовлена без применения сборочных операций, например, вал.

Число деталей в сложных машинах может составлять десятки и сотни тысяч, например, в автомобиле их более 15000 изделий, в автоматизированных комплексах прокатного оборудования - более миллиона.

Курс деталей машин охватывает также совокупность совместно работающих деталей, представляющих собой конструктивно обособленные единицы, обычно объединяемые одним назначением и называемые сборочными единицами или узлами. Узлы одной машины можно изготовить на разных заводах. Характерными примерами узлов являются редукторы коробки передач, муфты, подшипники в собственных корпусах.

---

Для получения знаний по проектированию, проводим проектирование редуктора. Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Редуктор предназначен для снижения угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Редуктор состоит из корпуса, в котором расположены элементы передачи – зубчатые колеса, вал и подшипники.

Редуктор прямозубый одноступенчатый



Кинематическая схема

1. 
   электродвигатель
   
2. 
   ремённая передача
   
3. 
   редуктор цилиндрический одноступенчатый
   

---

Задание

Рассчитать закрытую прямозубую передачу. Передача нереверсивная. Передаваемая мощность на ведущем валу Р₁ (согласно заданию). Частота вращения ведущего вала n₁ (согласно заданию). Передаточное число i (согласно заданию). Нагрузка близкая к постоянной. Материал шестерни (согласно заданию), материал колеса (согласно заданию).

1. 
   Материал шестерни подвержен улучшению или нормализации, материал колеса - нормализации.
   
2. 
   Срок службы редуктора 12000 часов
   

Пример расчёта
Исходные данные для расчёта	Р1=11 кВт n1=810 об/мин i=3
	Материал шестерни - сталь 50 Материал колеса – сталь 5

Решение

1. Материалы шестерни и колеса

Выбор материала зубчатых колес зависит от назначения передачи и условий ее работы. По условиям задачи для изготовления шестерни и колеса принимают наиболее распространённую сталь. Обычно применяют легированные или углеродистые стали, реже чугуны и пластмассы. Для увеличения твёрдости производят термообработку, которую производят до нарезания зубьев. Колёса хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках. Для лучшей приработки зубьев и равномерного их изнашивания твёрдость рабочих поверхностей зубьев шестерни назначают больше твёрдости зубьев колеса на 20…50 единиц.

На практике рекомендуемая разница твердости шестерни и колеса не должна превышать 25...30 единиц.

Согласно исходным данным материал для изготовления шестерни Сталь 50 с термообработкой – улучшение; для колеса рекомендована Сталь 35 с термообработкой – нормализация.

Механические свойства стали некоторых марок, применяемых для изготовления зубчатых колёс.

Таблица 1

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Предел прочности, ,МПА	Твёрдость НВ	Термообработка
Ст. 5	До 100 100…300 300…500	530 490 450	140…165
Ст. 6	До 100 100…300 300…500	630 590 550	170…217
35	До 100 100…300 300…500	510 490 470	140…187	нормализация
45	До 100 100…300 300…500	590 570 550	167…217	нормализация
45	40…60 60…90 90…120 180…250	785…883 735…835 685…785 637…735	223…250 207…236 194…222 180…207	улучшение
50	До 100 100…300 300…500	610 590 570	180…229	улучшение
55	До 100 100…300 300…500	647 628 608	185…229	нормализация
50Г	До 150 150…400	637 610	190…229	нормализация
50Г2	До 80 100…300	735 686	195…229	нормализация
35Х	До 60 60…100 100…200	935 735 685	190…240	нормализация
40Х	До 60 100…250 200…300 300…600	980 765 735 685	200…230	нормализация
40 Х	До 120 120…150 150…180 180…250	883…980 835…935 785…823 735…835	257…285 243…271 230…357 215…243	улучшение

---

Из таблицы выбираем соответствующие значения твёрдости и предела прочности материала, диаметр заготовки.

(По условиям данного расчета необходимо воспользоваться следующими рекомендациями:

- если мощность ведущего звена менее или равна 15кВт, то размера колеса не желательно выбирать более 300мм

- если мощность ведущего звена более 15кВт, то размера колеса взять около 500мм

- помнить, что шестерня всегда по размеру в передаточное число раз меньше размеров колеса)

Колесо Ст5	Предварительный диаметр колеса	Дз2=300…500мм	Ориентировочная твёрдость колеса НВ2=160
	Ориентировочная прочность
	Интервал твердости материала	НВ2=140…165
Шестерня Ст50	Предварительный диаметр шестерни	Дз1= 100…300мм	Ориентировочная твёрдость шестерни 160+30
	Ориентировочная прочность
	Интервал твердости материала	НВ1=180…229

Ориентировочную твердость колеса выбираем из предпочтения наименьших значений, например, не выбирать не менее 170 единиц.

Ориентировочную твердость шестерни рассчитать согласно зависимости для материалов «Стали I группы».

Проверяем, обеспечивается ли условие прирабатываемости зубьев, по формуле
НВ₁=НВ₂+(25…30)
[190=150+30] - условие обеспечивается

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

---