|
Рисунок 4 - Кинематическая схема конической пары в 1-й ступени редуктора
§1. Определение угловых скоростей
n1=10 000 об/мин;
об/мин (далее подлежит уточнению).
§2. Определение крутящих моментов (исходя из полной номинальной загрузки двигателя)
кГмм = Нмм;
кГмм = Нмм.
§3. Подбор материала и термообработки зубчатых колес
Твердость зубьев шестерен для сближения долговечности шестерни и колеса рекомендуется назначать выше твердости зубьев колес.
Обычно .
Выбираем материал с высоким пределом выносливости, достаточной твердостью и хорошей ударной вязкостью ( кГм/см2).
С целью сохранения последней у малых зубьев желательно ограничить твердость HB<400, поскольку применение здесь поверхностей закалки затруднительно.
Этим требованиям удовлетворяет сталь 18ХНВА с соответствующей термообработкой [I] (см. табл. 1).
Таблица 1
|
Зубчатые колеса |
Термообработка |
σВ, кГ/мм2 |
σТ, кГ/мм2 |
σ1, кГ/мм2 |
НВ |
Е, кГ/мм2 |
aк, кГ/мм2 |
|
Шестерня
Колесо |
Закалка с низким отпуском
Термоу- лучшение |
130
110 |
110
80 |
56
53 |
370+ 400 330+ 340 |
2,04·104
---,,--- |
12
11 |
Заготовка колес – из проката или штамповки.
§4. Определение числа циклов изменения напряжений зубьев за расчетную долговечность
циклов,
где a – число зацеплений, проходимых зубом одной и той же
стороной
профиля за 1 оборот;
n – число оборотов в минуту;
tp – расчетная длительность нагружения детали в минутах за
один цикл
эксплуатационной нагрузки.
1. По контактным напряжениям.
При выпуске и уборке закрылков в воздухе в механизме данной схемы работают разные стороны профилей зубьев, поэтому при tp =t°=0.5 мин , a=1 и Nц.н=800 находим:
для ведущих зубьев
циклов;
для ведомых зубьев
циклов.
2. По изгибным напряжениям.
|
при r=0 и мин.
циклов;
циклов;
при r=-0.5 (реверс момента) соответственно числу реверсов
циклов.
§5. Определение допускаемых контактных напряжений для зубьев [I]
Их величины являются функцией твердости и числа циклов напряжения и ограничиваются верхним и нижним пределами :
кГ/мм2; кГ/мм2.
Из следующей записи условия:
,
где Np (по §4, п.1) после числовых подстановок:
для шестерни
,
получаем 68<125<132.
Значит,
кГ/мм2 = 1294 Н/мм2;
для колеса
,
получаем 68<137>133.
Значит, кГ/мм2 =1343 Н/мм2.
Для расчета принимаем меньшее в паре
кГ/мм2 = 1303 Н/мм2.
§6. Предварительный подбор степени точности зацепления
В зубчатых передачах авиационных приборов наиболее распространены 5-я, 6-я, 7-я и 8-я степени точности зацепления в зависимости от окружной скорости и погонной нагрузки на зуб, а значит, и от твердости.
При НВmin в паре =310 можно принимать 7-ю степень точности [I], но, учитывая значительную ожидаемую скорость (n1=10 000 об/мин), задаемся
6-й повышенной степенью точности.
§7. Выбор относительной ширины зубчатых венцов
В узлах авиационных агрегатов обычно применяются зубчатые пары узкого типа как менее чувствительные к приборам валов и сниженной жесткости облегченных корпусов. При малой мощности (1÷5 квт) обычно ψL≤0,2[I]. Предварительно принимаем ψL=0,16.
§8. Выбор формы зуба в плане
Ввиду значительной ожидаемой скорости задаемся косым зубом с углом скоса по условию [I]
.
При ψL=0,16 имеем
.
Принимаем ; .
§9. Определение поправочных коэффициентов, влияющих на расчетную величину погонной нагрузки
1. Неравномерность распределения погонной нагрузки по длине зубьев учитывается коэффициентом концентрации [I]
,
где К=1,2 – для косозубых колес;
=0,45 – для несимметрично расположенного колеса по отношению к
опорам и консольно сидящей шестерни;
Соб=1 – при ободе с тонким диском.
Подставляя числовые значения, получаем
.
2. Дополнительные динамические нагрузки на зубья в зависимости от окружной скорости, твердости и степени точности, возникающие как следствие погрешностей изготовления зубьев по основному шагу, учитывает скоростной коэффициент [I]
,
где - окружная скорость, а - ее допускаемое значение в данном случае.
Поскольку величина зависит от размеров передачи, которые еще не определены, задаемся в первом приближении
.
3.Взаимоподдерживающее действие пар зубьев, находящихся в зацеплении, учитывает коэффициент профильного перекрытия К.
Для косых зубьев при расчете их по контактным напряжениям для 6-й степени точности предварительно принимаем [I]
.
§10. Определение конусного расстояния из расчета на контактную прочность зубьев на номинальном режиме (первое приближение) [I]
мм,
где δ=90°
кГ/мм = Н/мм;
=М1·Кд=427·1,05=448 кГмм = Нмм.
Подставляя принятые и найденные входящие сюда величины, получаем
мм.
§11. Проверка выбора степени точности зацепления
1. Ориентировочная окружная скорость в среднем сечении
м/сек.
2. Предельно допустимое значение окружной скорости для стальных цилиндрических косозубых пар 6-й степени точности, НВmin=350 и при i=1÷5[I]
Интерполируем по линейному закону для i1=1,71:
м/сек.
С поправкой на твердость НВmin=310 находим
м/сек.
|
|
|
|
|
