Описание внешнего вида и конструкции зубчатого механизма. Кинематический расчет механизма. Геометрический расчет передачи механизма. Расчет зацепления на прочность. Расчет прочности одного из валов зубчатого механизма. Выбор конструкционных материалов.
Аннотация к работе
Зубчатые передачи являются наиболее распространенными видами передач, их применяют в широком диапазоне мощностей и окружных скоростей. В механизмах РЭА зубчатые передачи используют для передачи небольших крутящих моментов.В данном курсовом проекте я рассматриваю механизм прямозубчатой передачи «Зубчатый механизм для настройки фазированной антенной решетки». Для данного механизма имеются исходные данные, а именно условия для эксплуатации.Данный механизм, кинематическая схема которого представлена на Рисунке 1, является механизмом настройки передающего устройства. Кинематическая схема зубчатой передачи Крутящий момент Т1=2 Н·мм прикладывается к колесу 1. С колеса 2 снимается крутящий момент Т2 и передается далее к остальным элементам механизма настройки.Кинематический расчет механизма включает в себя определение передаточного отношения i12 для зубчатой передачи и последующее определение их передаточного числа. В данном случае схема механизма имеет вид, представленный на рисунке 1. Механизм состоит из двух зубчатых колес, которые входят во внешнее зацепление друг с другом. Функция положения для зубчатых передач имеет вид: ?(?)=a ? b, (3)Зубчатые колеса без смещения при прямом зубе имеют следующие параметры: Шаг p=2 мм.; Подставляя р=2, находим m=2/3,14=0,637 m=0,6 Находим межосевое расстояние зубчатой пары: aw=0,5m(Z1 Z2) (5) Подставляя Z1, Z2 и m, получим: aw=0,5*0,6(60 30)=27 Ширина венца зубчатого колеса bw определяется произведением межосевого расстояния aw на соответствующий коэффициент ширины зубчатого венца , выбор yba осуществляется из таблицы 2Для вычисления крутящего момента Т2 на ведомом валу механизма используется следующие соотношение: Т2=Т1*i12*?, (10) Где Т1 - крутящий момент на ведущем валу; i12 - передаточное отношение механизма; ? - его коэффициент полезного действия. Для зубчатых передач КПД равен: ?=1-?*С*f(1/Z1 1/Z2), (11) где С=(Ft 3.0)/(Ft 0,18) - коэффициент, учитывающий увеличение силы трения в мелкомодульных зубчатых передачах: f - коэффициент трения скольжения, обычно равный 0,05 - 0,08; Ft - окружная сила<30.0 Н.Определение контактной прочности рабочих поверхностей зубьев производит в полюсе зацеплений П. контакт зубьев рассматривают как контакт двух цилиндров с радиусами r1 и r2, входящих в формулу ?1= ?2= ?=0,3 бн= (13) где для прямозубых передач нормальная нагрузка q=F/l*Kн?*КНВ*Kнv=Ft* Kн?*КНВ*Kнv*Z2/b2*cos ?w (14) Kн?, КНВ, Kнv - коэффициенты нагрузки, учитывающие соответственно распределение нагрузки между зубьями (для прямозубых Kн?=1), неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца и дополнительные нагрузки; l - суммарная длина контактных линий, зависящая от коэффициента торцевого перекрытия ? и ширины венца колес b2 (при однопарном зацеплении). бн=Zm*Zн*Z* [бн], (15) где Zm= - коэффициент, учитывающий механические свойства материала сопряженных зубчатых колес. Zн= - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе П, при ?w=20°, Zн=1,76; Z - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, для прямозубых передач Z=0,9. Учитывая, что Ft=2T2/d2, где d2=2 ?WU/(U 1) и заменив d1=d2/U, Kн?=1, КНВ=1, Kнv=1,25, получим формулу проверочного расчета прямозубых передач бн= * [бн], (16) где бн и [бн] - расчетное и допускаемые контактные напряжения, Н/мм2; Т-Н*мм; ?w и b2-мм. Рассматривая зуб как консольную балку, определяют напряжение изгиба в опасном сечении по формуле: бf=Yf*Ft*KFB*Kfv/b2*m [бf] (19) где бf и [бf] - расчетное и допускаемое напряжение изгиба, Н/мм2;Выбор конструкционных материалов механизма осуществляется из соображений обеспечения необходимой механической прочности при работе в условиях с ударными нагрузками не более 2g, частоте вибраций 20-120 Гц, влажности 90% при температуре 223-353°К. В качестве материала зубчатых колес выбрана сталь 45 ГОСТ 1050-74. В качестве материала корпуса выбрана сталь 08КП ГОСТ 1050-74. В качестве материала валов зубчатых колес выбрана сталь 45 ГОСТ 1050-74 , так как этот материал полностью удовлетворяет условиям прочности валов при работе механизма в условиях механических нагрузок, предусмотренных техническим заданием. На корпус механизма из стали 08КП ГОСТ 1050-74, установлены два вала из стали 45 ГОСТ 1050-74, крепление осуществляется с помощью стопорных колец ГОСТ 13943-80.Во время выполнения данного курсового проекта мы научились описывать конструкцию механизма и выбирать материал для изготовления зубчатых колес, производить силовой, геометрический и кинематический расчеты механизма, проверять условие прочности по допускаемым контактным напряжениям, условие надежности вала при изгибе в опасном сечении, строить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил, разрабатывать сборочный и деталировочный чертежи, составлять техническую документацию.
План
Содержание
Введение.
1. Анализ технического задания.
2. Описание внешнего вида механизма
3. Кинематический расчет механизма
4. Геометрический расчет передачи механизма
5. Силовой расчет механизма.
6. Расчет зацепления на прочность
7. Расчет прочности одного из валов механизма.
8. Выбор конструкционных материалов
9. Описание конструкции механизма
Заключение.
Список литературы
Введение
Зубчатые передачи являются наиболее распространенными видами передач, их применяют в широком диапазоне мощностей и окружных скоростей. В механизмах РЭА зубчатые передачи используют для передачи небольших крутящих моментов.
Достоинством зубчатых передач являются высокие нагрузочные способности и высокий КПД, постоянство передаточных отношений, компактность, удобство эксплуатации, высокая надежность в работе.
К недостаткам можно отнести повышенные требования к изготовлению и сборке , появление шума при больших окружных скоростях.
Для передачи движения при параллельном расположении осей колес применят цилиндрические зубчатые передачи, при пересекающихся осях - конические с прямыми и косыми зубьями, червячные зубчатые передачи, у которых оси колес перемещаются в пространстве, называются планетарными.
В зависимости от расположения зубьев относительно образующей начального диаметра цилиндра передачи подразделяются на прямозубые, косозубые, шевронные и с криволинейными зубьями.
Зацепление зубчатых колес может быть внутренним, реечным и внешним. Последний вид зацепления наиболее употребляем.
Вывод
Во время выполнения данного курсового проекта мы научились описывать конструкцию механизма и выбирать материал для изготовления зубчатых колес, производить силовой, геометрический и кинематический расчеты механизма, проверять условие прочности по допускаемым контактным напряжениям, условие надежности вала при изгибе в опасном сечении, строить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил, разрабатывать сборочный и деталировочный чертежи, составлять техническую документацию.
Список литературы
1.Расчет и конструирование механизмов РЭС. Методические указания к выполнению самостоятельной работы по курсовому проектированию по дисциплине "Прикладная механика" для студентов специальности 210201 «Проектирование и технология радиоэлектронных средств» очной и заочной форм обучения / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А.И. Андреев, И.В. Андреев. Воронеж, 2008. 43 с.
2.Андреев А.И. Прикладная механика: учеб. пособие / А.И. Андреев, И.В. Андреев. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. 179 с.
3.Андреев И.В. Проектирование механизмов радиоэлектронных средств: учеб. пособие / И.В. Андреев, А.И. Андреев. - Воронеж: ГОУВПО «Воронежскиий государственный технический университет», 2006. - 144 с.
4.Красновский Е. Я, Дружинина Ю. А, Филатова Е. М. "Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем"., М:"Высшая школа", 1983г., 422с.