Шынжырлы берілісті есептеу

Кіріспе

Курстық жобаның мақсаты – тісті дөңгелектен жоғары орналасқан цилиндрлі редукторды жобалау болып табылады. Бұл курстық жоба болашақ мамандығымызға зор үлесін тигізеді.

Бұл жобада келесі жұмыстар жасалған:

- электрқозғалтқышты таңда, оның кинематикалық есептерін жасау;

- бұрамалы редуктордың тез және жай жүретін сатыларына есептеулер жүргізу;

- электрқозғалтқыш пен редукторды байланыстыратын клинді 60° бұрышпен берілген белдікті есептеу;

- подшипниктерді беріктікке есептеп, редуктордың жылулық есебі қарастырамыз.

Редуктордың бөлшектерін есептеп болған соң, майдың түрін анықтап, редукторды жинаймыз.

Алдын ала жұмыс машинасын білмей тұра таңдалған электрқозғалтқыш үшін редуктор жұмыс жасайды, оның негізгі өлшемдерін анықтау шартты болып табылады.

1. Электрқозғалтқышты таңдау және кинематикалық есеп.

1 кестеден берілістің ПӘК-ін таңдап аламыз:

Шынжырлы беріліс ПӘК-і: η_ш.б.=0,97

Редуктордың ПӘК-і: η_р=0,975

Муфталы беріліс ПӘК-і:η_м.б. =0,925

Подшипник жұбының ПӘК-і: η_под. =0,099³

Жетектің жалпы ПӘК-і:

h = 0,975 · 0,975 · 0,925 · 0,99⁴· 0,98¹= 0,828

Электрқозғалтқыштың қажетті қуаты:

П1 кестесінен қажетті қуатқа байланысты электрқозғалтқышын таңдап аламыз: 160S6, синхронды айналу жиілігі – 1000айн/мин.

Қозғалтқыштың қалыпты айналу жиілігін анықтау: n_ном=973 айн/мин.

P_қоз=11 кВт және сырғанауы s=3% (ГОСТ19523-81).

Бұрыштық жылдамдық:

w_қозғ.= p · nқозғ./ 30

Осыдан аламыз:

w_қозғ.= 3,14 · 973 / 30 = 101,892 рад/с.

Жетектің жалпы беріліс қатынасы:

uжал.= wқозғ./ wшығ.

u_жал.= 101,892 / 5,5 = 18,526

Беріліске келесі беріліс қатынастарын аламыз:

uтез= 4

uжай= 3,15

Біліктердің айналу жиіліктері:

n1= 973 айн/мин,

n2= n1./ u1= 973 / 4 = 243,25 айн/мин,

n3= n2/ u2= 243,25 / 3,15 = 77,222 айн/мин,

n4= n3/ u3= 77,222 / 1,47 = 52,532 айн/мин

Біліктердің бұрыштық жылдамдығы:

w1=wқозғ. = 101,892 рад/с,

w2= w1./ u1= 101,892 / 4 = 25,473 рад/с,

w3= w₂ / u2= 25,473 / 3,15 = 8,087 рад/с,

w4= w3/ u3= 8,087 / 1,47 = 5,501 рад/с.

Біліктердің бұраушы моменттері:

Шынжырлы берілісті есептеу

1. а) Жетекші жұлдызшадағы білікке арналған айналдырушы момент:

T1= Pк./ w(қозғ.)= 74,746 Н·м

б) Жүктелу коэффициенті;

Кэ= kд· kа· kн· kр· kсм· kп

Мұндағы;

kд= 1- қалыпты жүктелу кезіндегі динамикалық коэффициент

ka= 1-aw=(25...50) ·t кезіндегі осьаралық қашықтық әсерін ескеретін коэффициент

kн= 1- центрлар бұрышының қисаю бұрышын ескереді

kр= 1,25–шынжырлы берлісті реттеу тәсілін ескеретін коэффициент, біздің жағдайда автоматты реттеу кезінде

Kсм= 1,3 – майлау тәсілін ескеретін коэффициент

Кп= 1 – берілістің жұмыс мерзімділігін ескеретін коэффициент, біздің жағдайда 1 ауысым

Бұл жағдайда: Kэ= 1 · 1,25 · 1 · 1 · 1,3 · 1 = 1,625.

в) Жетекші жұлдызша тістерінің саны; z1= 31 - 2 · u3= 31 - 2 · 2,99 = 25

Нақты беріліс саны; uф= z2/ z1= 75 / 25 =3.

Ауытқуы; (u3- uф) · 100 / u3 = = (2,99 - 2,95) · 100 / 2,99 = 1,338%,

Жетектегі жұлдызша саны; z2= z1· u3= 25 · 1,61 = 40

Шынжыр қадамы:

t ³ 2,8 · (T3· Kэ/ (z1· [p]))1/3

t ³ 2,8 · (877·10³ · 1,62 / (25 · 23·1))1/3= 29,1 мм.

ПР-19,05-31,8 ГОСТ 13568-97 бойынша, t=31,75 мм; түсетін күш Q=88,5 кН; масса q=3,8 кг/м; Аоп=262 мм2 қабылдап аламыз.

2. Шынжыр жылдамдығы:

V = z1· t · n3 / (60 · 103)

V = 25 · 31,75 · 77,2/ (60 · 103) = 1021 · 10-3м/с.

Шеңберлік күш:

Ftц= = T3· w3/ V

Ftц= 877451· 8,087/ 1021 = 6949,99 H.

Топсадағы қысымды мына өрнек бойынша тексереді:

p = Ftц· Kэ/ Aоп= 6949,99 · 1,625 / 262 = 43,1 МПа.

Мүмкіндік қысымды тексереміз:

[p] = [p'] · [1 + 0,01 · (z1- 17)] = 47,04 МПа.

Шарт орындалды p < [p].

Шынжырдағы буындар саны:

3.(7.36) формула бойынша шынжырдағы буындар саны және алдын-ала тістердің жиынтық санын табамыз:

zS= z1+ z2= 25 + 75 = 100;

D = (z2– z1) / (2 · p) = (75 - 25) / (2 · 3,142) = 7,9.

Мұнда:

Lt= 2 · 40 + 0,5 · 100 + 7,92/ 40 = 161,6.

Қабылдаймыз: Lt= 131,6.

4. Ось аралық қашықтық:

aw= 0,25 · t · (Lt- 0,5 · zS+ ((Lt- 0,5 · zS)2- 8 · D2)1/2)

aw= 0,25 · 31,75 · (132 - 0,5 · 100 + ((132 - 0,5 · 100)2- 8 · 7,92)1/2) = 1272 мм

қабылдаймыз: aw= 1272 мм.

5. Жұлдызшалардың бөлгіш шеңберлерінің диаметрін анықтаймыз:

Dд1= t / sin(180o/ z1) = 31,75 / sin(180o/ 25) =252,2 мм;

Dд2= t / sin(180o/ z2) = 31,75 / sin(180o/ 75) =757,8 мм;

6. Жұлдызшалардың сыртқы диаметрін анықтаймыз:

De1= t · (ctg(180o/ z1) + 0.7) - 0.31 · d1

De1= 31,75 · (ctg(180o/ 25) + 0.7) - 0.31 · 19.05 = 268,4 мм;

De2= t · (ctg(180o/ z2) + 0.7) - 0.31 · d1

De2= 31,75 · (ctg(180o/ 62) + 0.7) - 0.31 · 19,05 = 774,2 мм;

где d1= 19,05 мм - шынжыр ролигінің диаметрі

7. Шынжырға әсер етуші күштер:

Ftц= 6949,99 Н – шеңберлік күштер

Fv= q · V2= 3,8 · 2,32= 20 H;,

Шынжырдың бойлық салмағы q=3,8 кг/м

Алдын-ала тарту күші:

Ff= 9.81 · kf· q · aw= 9.81 · 1,5 · 3,8 · 1,27 = 71,4 H;

Мұнда kf=1,5

8. Білік әсер ететін есептік жүк:

Fв= Ftц+ 2 · Ff= 6949,99 + 2 · 71 = 7091,99 H.

Беріктік қорының коэффициенті бойынша тексеру жүргізіледі:

s = Q / (Ftц· Кд+ Fv+ Ff)

s = 88,5 · 103/ (6949,99 · 1 + 20 + 71) = 12,5.

Редукторды есептеу

Тез жүретін тісті цилиндрлік берілісті сатыны есептеу

Сур. 1. Қисық тісті цилиндрлі беріліс.

Тапсырмада габариттік беріліске қатысты арнайы талап қойылмағаннан кейін, орташа механикалық сипаттамасы бар материалды таңдаймыз:

- Тістегеріш үшін:

Болат: 45

Термиялық өңдеу: жақсарту

Беріктілік: HB 230

- Дөңгелек үшін:

Болат: 45

Термиялық өңдеу: жақсарту

Беріктілік: HB 210

Мүмкіндік беттік кернеу төзімділікке есептеу кезіндегі жобалық есептеуде мына формула бойынша анықталады:

[sH] = sH lim b· KHL / [SH]

3.2 т. 3[1] таблицасы бойынша тістер бетінің орташа қалыңдығы HB 350 кем болмау керек:

sH lim b= 2 · HB + 70

sH lim b (тістегеріш)= 2 · 230 + 70 = 530 МПа;

sH lim b (дөңгелек)= 2 · 210 + 70 = 490 МПа;

KHL - қызмет мерзімінің әсерін немесе беріліс жүктелуінің режимін ескеретін жарамдылық мерзімі коэффициенті. Егер әр тістің жүктеліну циклдарының саны базалықтан жоғары болса, онда KHL= 1; қауіпсіздік коэффициенті [SH]=1,1.

Мүмкіндік кернеу:

тістегеріш [ sH3] = 530 · 1 / 1,1 = 481,818 МПа;

дөңгелек [ sH4] = 490 · 1 / 1,1 = 445,455 МПа.

[ sH] = 0.45 · ([ sH1] + [ sH2])

[ sH] = 0.45 · (481,818 + 445,455) = 417,273 МПа.

Қойылатын шарттың орындалуы:

[ sH] = 417,273 МПа < 1.23 · [ sH2] = 1.23 · 445,455 = 547,909 МПа.

Тіректерге қатысты дөңгелектердің симметриялы емес орналасуының коэффициенті 3.5[1] кестесі бойынша: KHb= 1,25.

Дөңгелек ені коэффициентін қабылдаймыз: yba= b / aw= 0,125, (б.36[1]).

Тіс беттерінің жанасу төзімділігіне байланысты осаралық қашықтығын aw анықтаймыз:

aw= Ka· (u1+ 1) · (T2· KHb/ ([ sH] 2· u12· yba)) ^1/3

aw = 43.0 · (4 + 1) · (288596,239 · 1,25 / (417,2732 · 42 · 0,125))1/3 = 217,545 мм.

Мұндағы қисық тісті үшін Кa= 43,0, беріліс саны u1 = 4. T2 = 288,596 Н·мм – дөңгелектің айналу моменті.

Осаралық қашықтықты МЕСТ 2185-66 бойынша таңдаймыз: aw = 250 мм.

Ілініс модулі:

mn= (0.01...0.02) · awмм,

m_n = 2,5... 5 мм, қабылдаймыз:

МЕСТ 9563-60* (см. стр. 36[1]) mn= 2,5 мм.

Тістердің көлбеулену бұрышын b = 10 o қиғаш тіс үшін қабылдайды, тістегеріш пен дөңгелек тіс санын 3.16[1] формуласымен анықтаймыз:

z1= 2 · aw· cos(b) / ((u1+ 1) · mn)

z1= 2 · 250 · cos(10o) / ((4 + 1) · 2,5) = 39,392

Қабылдаймыз: z1= 39.

z2= u1· z1= 4 · 39 = 156

Нақтылы тістердің көлбеулену бұрышын анықтаймыз:

cos(b) = (z1+ z2) · mn/ (2 · aw) = (39 + 156) · 2,5 / (2 · 250) = 0,975

b = 12,839o

Тістегеріш пен дөңгелектің негізгі өлшемдерін анықтаймыз:

-бөлгіш диаметрлер:

d = mn· z / cos(b)

d1= mn· z1/ cos(b) = 2,5 · 39 / cos(12,839o) = 100 мм;

d2= mn· z2/ cos(b) = 2,5 · 156 / cos(12,839o) = 400,001 мм.

-тіс төбесі диаметрлері

d_a = d + 2 · mn

d_a1 = d1 + 2 · mn = 100 + 2 · 2,5 = 105 мм;

d_a2= d2 + 2 · mn = 400,001 + 2 · 2,5 = 405,001 мм.

Дөңгелектің ені: b2= yba· aw= 0,125 · 250 = 31,25 мм;
Қабылдаймыз: b2= 32 мм;

Тістегеріштің ені: b1 = b2 + 5 = 32 + 5 = 37 мм;

Диаметр бойынша тістегеріш ені коэффициенті:

ybd = b1 / d1 = 37 / 100 = 0,37

Дөңгелектің шеңберлік жылдамдығын анықтаймыз:

V = w1· d1/ 2 = 101,892 · 100 · 10-3/ 2 = 5,095 м/c;

Тісті дөңгелектерді дайындаудың 8-ші дәлдік дәрежесін аламыз, жүктелу коэффициентінің KH:

KH= KHb· KHa· KHn.

Коэффициент KHb=1,04 3.5[1] таблицасынан, коэффициент KHa=1,091
3.4[1] таблицасынан, коэффициент KHn=1 3.6[1] таблицасынан таңдаймыз, сонда:

K_H = 1,04 · 1,091 · 1 = 1,135

Жанасу кернеуі бойынша тістердің жұмыс бетінің төзімділігін тексереміз 3.6[1]:

sH= (270 / aw) · ((T2· KH· (u1+ 1)₃) / (b2· u₁₂))_1/2

sH = (270 / 250) · ((288596,239 · 1,135 · (4 + 1)₃/ (32 · 4₂))_1/2=

= 305,413 МПа. £ [sH]

Ілініске әсер ететін күштерді анықтаймыз:

8.3 и 8.4[1]:

шеңберлік:

Ft= 2 · T2/ d1= 2 · T1/ d1= 2 · 74746,496 / 100 = 1494,93 Н,

радиалды:

Fr= Ft· tg(a) / cos(b) = 1494,93 · tg(20o) / cos(12,839o) = 558,063 Н;

остік:

Fa= F t· tg(b) = 1494,93 · tg(12,839^o) = 340,71 Н.

Иілу кернеуі бойынша тісті төзімділікке тексереміз 3.25[1] формуласымен:

sF= Ft· KF· YF· Yb· KFa/ (b · mn) £ [sF]

Мұнда жүктеме коэффициент KF= KFb· KFn(см. стр. 42[1]). 3.7[1] кестесіне дөңгелектің орналасу коэффициент KFb= 1,066, 3.8[1] кестесінен коэффициент KFn=1,1 таңдаймыз.Коэффициент KF= 1,066 · 1,3 = 1,386. Y - коэффициент, Zv– тістердің эквиваленттік саны бойынша таңдаймыз (3 тарау,формула 3.25[1]):

тістегеріште: Zv1= z1/ cos₃(b) = 39 / cos₃(12,839_o) = 42,078

дөңгелекте: Zv2= z2/ cos3(b) = 156 / cos3(12,839o) = 168,311

Сонда: YF1= 3,692; YF2= 3,566

3.24[1] формуласынан мүмкіндік кернеуді анықтаймыз:

[sF] = soF lim b· KFL/ [Sf].

KFL- төзімділік коэффициенті; KFL= 1.

Тістегеріш үшін: soF lim b= 414 МПа;

Дөңгелек үшін: soF lim b= 378 МПа.

Қауіпсіздік коэффициенті [SF] 3.24 [1] формуласымен:

[SF] = [SF]' · [SF]".

Мұнда тістегеріш үшін [SF]' = 1,75;

[SF]" = 1;

[SF(шест.)] = 1,75 · 1 = 1,75

Дөңгелек үшін [SF]' = 1,75;

[SF]" = 1.

[SF(кол.)] = 1,75 · 1 = 1,75

Мүмкіндік кернеу:

тістегеріш: [sF3] = 414 · 1 / 1,75 = 236,571 МПа;

дөңгелек: [sF4] = 378 · 1 / 1,75 = 216 МПа;

[sF] / YFқатынасын табамыз:

Тістегеріш үшін: [sF3] / YF3= 236,571 / 3,692 = 64,077

Дөңгелек үшін: [sF4] / YF4= 216 / 3,566 = 60,572

3.25[1]) формуласымен:

Yb= 1 - b / 140 = 1 - 12,839o/ 140 = 0,908

KFa= (4 + (ea- 1) · (n - 5)) / (4 · ea)

Бүйірлік жабу коэффициенті ea= 1,5 және 8-ші дәлдік дәрежесін KFa= 0,917 қабылдаймыз.

Тістердің беріктігіне тексеру:

sF2= (Ft· KF· YF2· Yb· KFa) / (b2· mn) =

= (1494,93 · 1,386 · 3,566 · 0,908 · 0,917) / (32 · 2,5) = 76,901 МПа

sF2= 76,901 МПа < [sf] = 216 МПа.

Шарт орындалды

Жай жүретін тісті цилиндрлік берілісті саты есептеу.

сур. 2. Тік тісті цилиндрлі беріліс.

Дөңгелек ені коэффициентін қабылдаймыз: yba= b / aw= 0,25, (б.36[1]).

Тіс беттерінің жанасу төзімділігіне байланысты осаралық қашықтығын aw анықтаймыз:

aw= Ka· (u2+ 1) · (T3· KHb/ ([ sH] 2· u22· yba)) _1/3

aw= 49.5 · (3,15 + 1) · (877451,465 · 1,25 / (445,4552· 3,152· 0,25))_1/3= 268,313 мм.

Мұндағы қисық тісті үшін Кa= 49,5, беріліс саны u2= 3,15. T3 = 877,45 Н·мм – дөңгелектің айналу моменті.

Осаралық қашықтықты МЕСТ 2185-66 бойынша таңдаймыз: aw= 250 мм.

Ілініс модулі:

mn= (0.01...0.02) · awмм,

mn = 2,5...5 мм, қабылдаймыз:

МЕСТ 9563-60* (см. стр. 36[1]) mn= 2,5 мм.

SZ = z1+ z2= 2 · aw/ mn= 2 · 250 / 2,5 = 200

Z1= SZ / (u2+ 1) = 200 / (3,15 + 1) = 48,193

Қабылдаймыз: z₃= 48.

Z2= SZ – z1= 200 - 48 = 152

Тік тістердің көлбеулену бұрышы: b = 0o.

Тістегеріш пен дөңгелектің негізгі өлшемдерін анықтаймыз:

-бөлгіш диаметрлер:

d = mn· z / cos(b)

d3= mn· z3/ cos(b) = 2,5 · 48 / cos(0o) = 120 мм;

d4= mn· z4/ cos(b) = 2,5 · 152 / cos(0o) = 380 мм.

-тіс төбесі диаметрлері

da= d + 2 · mn

da3= d3+ 2 · mn= 120 + 2 · 2,5 = 125 мм;

da4= d4+ 2 · mn= 380 + 2 · 2,5 = 385 мм.

Дөңгелектің ені: b4= yba· aw= 0,25 · 250 = 62,5 мм; қабылдаймыз:
b4= 63 мм;

Тістегеріштің ені: b3 = b4 + 5 = 63 + 5 = 68 мм;

Диаметр бойынша тістегеріш ені коэффициенті:

ybd= b3/ d3= 68 / 120 = 0,567

Дөңгелектің шеңберлік жылдамдығын анықтаймыз:

V = w3· d3/ 2 = 25,473 · 120 · 10-3/ 2 = 1,528 м/c;

Тісті дөңгелектерді дайындаудың 8-ші дәлдік дәрежесін аламыз, жүктелу коэффициентінің KH:

KH= KHb· KHa· KHn.

Коэффициент KHb= 1,057 3.5[1] таблицасынан, коэффициент KHa=1 3.4[1] таблицасынан, коэффициент KHn=1,05 3.6[1] таблицасынан таңдаймыз, сонда:

K_H= 1,057 · 1 · 1,05 = 1,11

Жанасу кернеуі бойынша тістердің жұмыс бетінің төзімділігін тексереміз 3.6[1]:

sH= (310 / aw) · ((T3· KH· (u2+ 1)3) / (b4· u22))1/2

sH = (310 / 250) · ((877451,465 · 1,11 · (3,15 + 1)3/ (63 · 3,152))1/2=

= 413,796 МПа. £ [sH]

Ілініске әсер ететін күштерді анықтаймыз:

8.3 и 8.4[1]:

шеңберлік:

Ft3= Ft4= 2 · T2/ d3= 2 · 288596,239 / 120 = 4809,937 Н,

радиалды:

Fr3= Fr4= Ft3· tg(a) / cos(b) = 4809,937 · tg(20o) / cos(0o) = 1750,674 Н;

осьтік:

Fa3= Fa4= F t3· tg(b) = 4809,937 · tg(0o) = 0 Н.

Иілу кернеуі бойынша тісті төзімділікке тексереміз 3.25[1] формуласымен:

sF= Ft· KF· YF/ (b · mn) £ [sF]

Мұнда жүктеме коэффициент KF= KFb· KFn(см. стр. 42[1]). 3.7[1] кестесіне дөңгелектің орналасу коэффициент KFb= 1,112, 3.8[1] кестесінен коэффициент KFn=1,25 таңдаймыз. Коэффициент KF= 1,112 · 1,25 = 1,39. Y - коэффициент, Zv– тістердің эквиваленттік саны бойынша таңдаймыз (3 тарау,формула 3.25[1]):

тістегеріште: Zv3= z3/ cos3(b) = 48 / cos3(0o) = 48

дөңгелекте: Zv4= z4/ cos3(b) = 152 / cos3(0o) = 152

Сонда: YF3 = 3,668; YF4 = 3,574

3.24 [1] формуласынан мүмкіндік кернеуді анықтаймыз: