Проектирование углового конического редуктора створок шасси на ЛА

Глава I. Подбор двигателя и предварительный кинематический расчёт

§1. Определение ориентировочного к.п.д. редуктора

,

где по [1]*,[2],  - примерный к.п.д. быстроходной зубчатой                    

                                          пары повышенной степени точности;

                                - примерный к.п.д. червячной передачи с

                                                 однозаходным цилиндрическим червяком

                                                 (zч=1 с целью малогабаритности);

                               - примерный коэффициент потерь на валу                   

                                                   с  подшипниками качения;

                                   –    число последовательных валов.

 Численно

§2. Определение потребной мощности электродвигателя

 кВт.

Выбираем электродвигатель типа МПЩ мощностью 2,2 кВт с n = 5000  

     об/мин.

§3. Определение диаметра звездочки (рис.3)

	tц		у

 

DЗВ

Рис.1. Теоретические размеры цепной звездочки.

,

   где по исходным данным           

              мм – шаг цепи;

                          – число зубьев звездочки

             Численно

                  мм.

§4. Расчет числа оборотов в минуту звездочки (выходного вала редуктора)

          об/мин,

             где υц=8,0 м/мин – скорость движения цепи (по исходным данным);

                  DЗВ=0,136 м (§4).

 Численно

 об/мин.

§5. Общее передаточное число редуктора

§6. Разбивка передаточного числа по передачам механизма

1. Определяем максимально допустимое передаточное число данного механизма по максимально допустимым передаточным числам его передач:

      где =6 – максимальное передаточное число конической передачи

                ([1],[2],[3]);

              ≈80 - максимальное передаточное число червячной передачи с

                однозаходным червяком.

      Численно

 2. Определяем делитель для разбивки передаточного числа по передачам

  П р и м е ч а н и е.  Показатель корня равен числу последовательно работающих передач механизма.

      Численно

  3. Разбивка передаточного числа по передачам производим по формуле

         где индекс i – номер передачи по ходу движения.

    Итак,

;

.

    Так как в червячной передаче взято zч=1 то  должно быть целым числом.

    Поэтому принимаем

.

    Тогда

Глава II. Расчет червячной передачи

Схема червячной передачи помещена на рисунке.

	zк

 

А

zц

Рисунок – 2 Кинематическая схема червячной передачи редуктора.

Исходные данные

1.          Число оборотов ведущего вала  n1=180 (nн в предыдущем расчете).

2.          Передаточное число   i = 17 (i3 в разд. I, §7, п. 3).  

3.          Коэффициент возможной неравномерности раздачи усилий на две цепи   Кнер=1,25.

4.          Коэффициент   динамичности   внешней   нагрузки   на   валах червячных  колес Kд=1,05.

5.          Ориентировочный  к. п. д.   .

§ 1. Определение угловых скоростей

Для червяка

 об/мин;

Для колеса

 об/мин.

§ 2. Определение крутящих моментов

 На червяке:

кГмм = Нмм,

      где ≈0,002 – примерное значение коэффициента потерь вала на     

     подшипниках качения;

 на червячном колесе (предварительно)

кГмм =  Нмм (далее подлежит уточнению).

§ 3. Выбор материалов червяка и червячного венца [I]

1.  Червяк изготовлен из стали 40ХНА, имеет удовлетворительную   вязкость и повышенную прочность после закалки с высоким отпуском:

кГ/мм2;     кГ/мм2;     кГ/мм2;   кГ/мм2.

НВ = 280÷310    (ввиду   кратковременности    работы    высокая твердость здесь не обязательна).

2.Венец червячного колеса при ожидаемой скорости скольжения υск<5 м/сек  изготовлен из бронзы марки БрАЖ-9-4 (литье в киль) со следующими механическими характеристиками:

 кГ/мм2;   кГ/мм2;  кГ/мм2;  кГ/мм2.

§ 4. Определение числа циклов изменения напряжений

зубьев червячного колеса за расчетную долговечность.

,

        где  a=1, 

                мин

  Согласно расчету в 1-й ступени редуктора величина   оказалась практически одинаковой для контактных и изгибных напряжений зубьев.

 1. По контактным напряжениям:

циклов.

 2. По изгибным напряжениям.

 Проверку нужно провести дважды: при r=0 и циклов и при   r=-0,5 (реверс момента) соответственно числу реверсовциклов.

§ 5. Определение допускаемых контактных напряжений для зубьев червячного колеса

Здесь их величины ограничиваются сверху и снизу так же, как и на рис.5, но по другим формулам [I], выраженным через .

Для безоловянистых бронз 

 кГ/мм2= Н/мм2;

  кГ/мм2= Н/мм2.

Из записи условия

                            ,                      

т. е. в числах

                     ,

получается

Следовательно, нужно принять для расчета

 кГ/мм2 = Н/мм2.

§ 6. Предварительный выбор степени точности  червячного

        зацепления

Ввиду   небольшой   величины   ожидаемой   окружной червячного колеса принимаем 8-ю степень точности.

§ 7. Выбор исходных параметров червячной пары

1.                Число заходов резьбы червяка

     (выбрано ранее с целью уменьшения габаритности червячной ступени).

      2. Число зубьев червячного колеса

      3. Число осевых модулей в делительном диаметре червяка

q = 8

      4. Угловая ширина червячного венца

5. Угол  подъема   винтовой  линии  по делительному диаметру червяка

§ 8. Поправочные коэффициенты, определяющие расчетную величину погонной нагрузки

 1.  Коэффициент   концентрации   погонной   нагрузки   по   длине червячного зуба

.

  При малой длительности работы принимаем      (приработка за счет износа не успевает проявиться). 

2.  Скоростной коэффициент.

Ввиду весьма небольшой ожидаемой величины  м/сек можно принять в первом приближении

3. Коэффициент профильного перекрытия зубьев. 

       При расчете по контактным напряжениям при         независимо    от   степени      точности .

§ 9. Определение межосевого расстояния из расчета на контактную

прочность червячных зубьев на номинальном режиме (первое

приближение)

  мм        ,       

        где:

  1)   расчетный момент на колесе

кГ/мм = Н/мм.

)   приведенный модуль упругости

 кГ/мм2 =  Н/мм2;

3)  величина, учитывающая влияние на контактные напряжения наклона                      

червячных  зубьев под углом   (§7, п. 5),

    Подставляя численные значения, получаем

 мм.

Ввиду большой близости коэффициента Kυ к единице второго приближения можно не выполнять, поскольку уточненное значение  будет пренебрежимо отличаться от  ( мм).

§ 10. Подбор осевого модуля червяка и зубьев червячного колеса

   По геометрической формуле находим

мм.                 

  По ГОСТу 2144-66 принимаем  = 15 мм   (в большую сторону).

§ 11. Определение основных размеров червячной пары

  1.  Точное значение межосевого расстояния  (до 0,01 мм)

мм.              

2.  Точные значения делительных диаметров червяка и колеса:

 мм;       

          мм.             

 3.  Рабочая дуговая ширина червячного венца

 мм.               

4.  Угол зацепления в осевой плоскости червяка

=200;   ;  .

5.                Длина резьбовой части червяка [I].

При 

 мм,

    где последнее слагаемое — технологическая прибавка для шлифуемых   

    червяков.

     Численно:

мм.

§ 12. Проверка выбора степени точности зацепления и уточнение скоростного коэффициента

    1. Фактическая окружная скорость червячного колеса

м/сек.

     2.  Предельно допустимое значение окружной скорости для бронзовых   

червячных колес с цилиндрическим червяком при 8-й степени точности,     

 кГ/мм2  и при

=2 соответственно значению    [I].

Интерполируя  по  линейному  закону для  = (рис. 13),  

     получаем

м/сек.

С поправкой на       кГ/мм2 = 490 Н/мм2 , находим

=2×= 3,1 м/сек.

Рисунок – 3.

3. Правильность выбора степени точности проверяем по условию 

 (1,5)

При среднем значении (1,75) коэффициента запаса на нераскры­тие контактов зубьев получаем  , т.е  м/сек.

Оставляем 8-ю степень точности, поскольку более грубые степени точности в механизмах летательных аппаратов не применяются

4. Скоростной коэффициент

§ 13. Уточнение к. п. д. червячной пары

1. Приведенный коэффициент трения червячных зубьев в паре бронза — сталь при правильно подобранной смазке

,

     где   0,15 — при  шлифованной резьбе червяка и  — скорость скольжения

     вдоль по винтовой линии:

 м/сек;

.   

     Приведённый угол трения   ,  т.е. .

2. К. п. д. червячной пары

     При  шлифованной резьбе находим

§ 14.Уточнение крутящего момента на червячном колесе в связи с уточнением к. п. д.

 кГмм = Нмм.

§ 15. Проверка полученных размеров червячной пары на контактную прочность зубьев

 кГ/мм2,

     где  кГмм=  Н/мм.

Подставляя принятые и найденные входящие сюда величины, получаем:

1. На номинальном режиме

 кГ/мм2=  Н/мм2.

2. На перегрузочном режиме пробуксовки муфты с коэффициентом перегрузки .

 кГ/мм2 =  Н/мм2,

     что превышает

 кГ/мм2= Н/мм2.

Это легко можно исправить, перейдя на более прочную бронзу с включением никеля БрАЖН-4-4 (литье в кокиль,  кГ/мм2) и пойдя на уширение червячного венца.

Тогда новое значение

 кГ/мм2 =  Н/мм2;

     новое значение угловой ширины

 т.е.

.

3. На номинальном режиме

 кГ/мм2<

=33 кГ/мм2= Н/мм2,

      на перегрузочном режиме

 кГ/мм2 =  Н/мм2= .

 В результате принимаем новое значение угловой ширины червячного венца  и дуговой ширины

 мм.

§ 16. Определение расчетных изгибных напряжений в зубьях червячного колеса (на номинальном режиме)

1.  Эквивалентное число зубьев для червячного колеса

.

2.  Коэффициент формы профиля зуба

Страницы: 1, 2, 3, 4