1 Особенности конструкции корпуса двигателя

Рисунок 1- Двигатель

2 Расчет механизма

Необходимо спроектировать двухступенчатую цилиндрическую зубчатую передачу к данному двигателю.(рисунок 2)

1 I ст. 2 II ст.

3

Рис. 2 Двухступенчатая зубчатая передача: 1- входной (быстроходный) вал; 2- промежуточный вал; 3- выходной вал; I ст. – быстроходная ступень; II ст. – тихоходная ступень.

2.1 Кинематический расчет

1) Определим передаточное число (u)

u= n_вх / n_вых= 6000/250 = 24;

где n_вх - частота вращения входного вала, n_вых -заданная частота вращения выходного вала.

2) Для двухступенчатого редуктора передаточное отношение разбивают по ступеням, учитывая рекомендации, приведенные в таблице 1. Здесь u_б, - передаточное число быстроходной ступени; u_т - передаточное число тихоходной ступени

Таблица 1

Условия распределения	Минимизация приведенного момента инерции	Минимизация габаритов	Минимизация массы
Быстроходная ступень	0,67√uб	√uб	0,88√uб
Тихоходная ступень	u/uб	u/uб	u/uб

В соответствии с заданием считаем по параметру минимизации массы

u_{б ­}= 0,88√u_б;

u_б = 4.31;

uт = u/u_б = 5.56;

3) Частота вращения всех валов механизма определяется с учетом полученных значений передаточных чисел. Для каждой ступени используют формулу

n₂₌ n_1/ u_i;

где n₂ - частота вращения вала зубчатого колеса с большим чис­лом зубьев (колеса); n₁ - частота вращения вала зубчатого коле­са с меньшим числом зубьев (шестерни); u_i- передаточное число рассматриваемой ступени.

Для механизмов с двумя ступенями, при известных n_вых и n_вх частота вращения промежуточного вала будет высчитываться по формуле

n_пр= n_вых/ u_{т ИЛИ} n_пр= n_вх/ u_б;

n_вх = 6000 об/мин;

n_вых = 250 об/мин;

n_пр = n_вых * U_т= 250 * 5.56 = 1390 об/мин;

4) Угловые скорости вращения всех валов находят, используя соотношение

ω= 2πn/60;

где ω - угловая скорость, рад/с; n - частота вращения вала,об/мин.

ω_вх = π * n_вх / 30 = 628 рад/с;

ω_пр = π * n_пр / 30 = 145.48 рад/с;

ω_вых = π * n_вых / 30 = 26.16рад/с;

2.2 Силовой расчет

Определяем вращающий момент на валах. В случае двух ступеней момент на входном валу Т_вх = Т_дв (Т_дв- вращающий момент двигателя), момент на промежуточном валу Т_пр = Т_вхu_б η_з.п., момент на выходном валу Т_вых = Т_вхu η_з.п..

Т_вх = 1 Н * см= 10 Н * мм;

Т_пр = Т_вх * u_б * η_з.п. = 10 * 4.31 * 1 = 43.1 Н * мм;

Т_вых = Т_вых * u * η_з.п. = 10 * 24 * 1 = 240 Н * мм;

3 Геометрический расчет зубчатых колес

Для каждой проектируемой ступени принимают модуль m из предпочтительного ряда стандартных значений по ГОСТ 9563-60: 0,3; 0_,4; 0,5; 0,6; 0,7, 0,8; 1,0 (мм). Рекомендации по выбору модуля приведены в таблице 2

Таблица 2

Момент на валу шестерни Т1, Н*мм	Т1≤10	10<Т1≤25	25<Т1≤80	80>Т1
Модуль m, мм	0,3; 0,4	0,5	0,6	0,8

Расчет геометрических параметров для каждой проектируе­мой передачи производят в следующем порядке.

Задаются числом зубьев шестерни z₁ из диапазона 20≤ z₁ ≤ 30. После нахождения числа зубьев колеса z₂ по формуле

z₂ = u_*z₁;

результат округляют до целого числа и определяют делительные диаметры пары

d₁ = m_*z₁ и d₂ = m_*z₂;

а также межосевое расстояние передачи a_w. Для передач внеш­него зацепления без смещения (коэффициент смещения х = 0)

a_w = a = 0,5 ( d₂ – d₁ );

Для каждого колеса ступени определяют диаметры вершин d_а и впадин d_f по фор­мулам (х - 0):

d_a = d + 2m;

d_f = d – 2m – 2c;

Исходя из вышеприведенных формул произведем геометрический расчет быстроходной и тихоходной ступени и внесем все значения в таблицу.

Таблица

	Быстроходная ступень		Тихоходная ступень
	шестерня ( 1)	колесо ( 2)	шестерня ( 1)	колесо ( 2)
T	10		43,1
m	0,5		0,6
aw, мм	41,5		61,2
d, мм	15,6	67	18,6	103.8
z	31	134	31	173.5
da, мм	16,5	68,5	19,8	106
df, мм	14,15	65,65	16,98	102,18