Калькулятор кпп и главной пары: расчет максимальной скорости движения автомобиля по передаточным числам
Содержание:
- Передаточное число [I]
- 7 .1.1 Проектировочный расчет вала-шестерни
- 1. Иванов М.Н. Детали машин. Учебн.М.: Высшая школа, 1984, 336с.
- Сообщений 1 страница 12 из 12
- Крутящий момент редуктора
- Прогноз максимальной скорости движения авто на передаче:
- Мощности
- Взрывозащищенные исполнения мотор-редукторов
- Выбираем тип редуктора
- Крутящий момент редуктора
- Сообщений 1 страница 12 из 12
- 5 . 1 Проектировочный расчет
- Исходные данные:
- Тип редуктора
- Как рассчитать передаточное число
- Расчет третей передачи редуктора
- 5. Расчет передачи заднего хода редуктора (шестерня – шестерня паразитная)
- Онлайн расчеты :: SS20 Sport Club
Передаточное число [I]
Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:
I = N1/N2
где N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе; N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.
Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.
Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов
| Тип редуктора | Передаточные числа |
| Червячный одноступенчатый | 8-80 |
| Червячный двухступенчатый | 25-10000 |
| Цилиндрический одноступенчатый | 2-6,3 |
| Цилиндрический двухступенчатый | 8-50 |
| Цилиндрический трехступенчатый | 31,5-200 |
| Коническо-цилиндрический одноступенчатый | 6,3-28 |
| Коническо-цилиндрический двухступенчатый | 28-180 |
ВАЖНО! Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин
Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.
7 .1.1 Проектировочный расчет вала-шестерни
Примем в качестве материала для рассчитываемого вала сталь 20Х2Н4А (
);
Принимаем условное допускаемое напряжение кручения
Уточненный расчет на изгиб с кручением
Расчетная схема вала имеет вид :
Длины расчетных участков:
На вал действуют следующие нагрузки:
— Окружные силы:
— Радиальные силы:
Рассмотрим отдельно нагрузки, действующие в плоскости Х и Y и построим эпюры изгибающих моментов в этих плоскостях:
Эпюра изгибающих моментов от действия окружных сил:
Эпюра изгибающих моментов от действия радиальных сил:
Определим суммарный изгибающий момент по формуле:
;
;
;
.
Определим приведенный момент по формуле:
;
;
;
;
.
7.2 Проверочный расчет вала-шестерни
Определим нормальные и касательные напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:
-крутящий момент;
-суммарный изгибающий момент;
-осевая сила;
-площадь поперечного сечения.
-момент инерции при расчетах на жесткость (осевой)
Частные коэффициент запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности попределу текучести:
8. Подбор подшипников
Определяем расчетный ресурс (долговечность) подшипника, ч:
где р – показатель степени: р=3 – для шарикоподшипников,
а23 – коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла: а23=0.7
Подшипник пригоден, если расчетный ресурс больше или равен требуемому.
По ГОСТ 8338-75 подберем радиальные шарикоподшипники.
1.Вал – шестерня:
d=17мм, n=5200об/мин, RE=Fr1=19.54H, Lh=1000ч.
Возьмем подшипник 303(d=17мм, D=47мм, B=14мм, С=1090кгс, n=12500 об/мин.)
Подшипник подходит.
9. Расчет шлицев
Расчет из условия общности форм упрощенного и уточненного расчетов проводим по номинальным условным допускаемым напряжениям от наибольшего длительно действующего вращающего момента в предположении равномерного распределения давления по поверхности зубьев.
где —
крутящий момент;
—
длинасоединения;
—
высота зуба;
1. Рассчитаем эвольвентные шлицы на выходном валу планетарной передачи()
.
;
;
;
;
.
2.Расчет шлицевой муфты
()
.
Ψ=0.75
;
;
;
;
4.
Расчет шлицевой муфты включения передачи
()
.
Ψ=0.75
;
;
;
;
5.
Расчет шлицевой муфты включения передачи
()
.
Ψ=0.75
;
;
;
;
10.Проверочный расчет втулок
Список используемой литературы
1. Иванов М.Н. Детали машин. Учебн.М.: Высшая школа, 1984, 336с.
2. Ткаченко В.А. Проектирование многосателлитных планетарных передач. Х., ХГУ,1961, 132с.
3. Полетучий А.И. Волновые зубчатые передачи. Харьков, ХАИ, 1979, 106с.
4. Расчеты и проектирование зубчатых передач. Артеменко Н.П., Волошин Ю.И., Ефоян А.С., Рыдченко В.М.- Харьков: ХАИ, 1980.- 113с.
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. М.: Машиностроение, 1979.
6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – 3-е издание, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2002.-536 с., ил.
7. Безручко К.В., Гайдуков В.Ф., Губин С.В., Драновский В.И., Карпов Я.С., Туркин И.Б.. Солнечные батареи автоматических космических аппаратов.-Харьков: Национальный аэрокосмический университет ‘ХАИ’, 2001.-276с.
8. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1989.- 496 с.: ил.
Сообщений 1 страница 12 из 12
Поделиться114 января, 2011г. 23:27:56
Ссылка: https://4×4.lviv.ua/?calculator=tuning Модераторы поправьте пожалуйста если не правильно вставил ссылку,просто не понял как это сделать .Спасибо.
Поделиться215 января, 2011г. 09:20:50
Миха150 Спасибо , ссылка хорошая, есть одно но – не подойдет для трактора с приводом только на задние колеса (или только на передние).
Поделиться315 января, 2011г. 09:55:04
Тоже скачал и посмотрел. Не силен я в програмировании, но думаю можно изменить параметры и сделать для одного моста. Или связаться с авторами, дабы сами они сменили, чтобы не-было нарушений
Поделиться415 января, 2011г. 20:29:56
Все подходит я на нем считал полный привод.Очень удобно особенно полноприводный с разными диаметрами колес,в левую колонку забиваеш данные по размерам резины и методом подбора передаточные ГП.Пример:в правую колонку резина в мм 20575R16 и значение ГП УАЗ 5.125 в левую 16580R12 подбираем ГП переднего моста из стандартных ВАЗ у меня получилось 4.1 при этом в графе скорость до и после тюнинга получил одинаковые значения.Так же удобно подбирать скорость . в бщем там все понятно не удобно одно т.к в большинстве случаев приходится ставить 2кпп передаточные числа приходится суммировать на калькуляторе или при помощи карандаша и бумаги,но это кому как нравится.
Отредактировано Миха150 (15 января, 2011г. 20:39:32)
Крутящий момент редуктора
Крутящий момент на выходном валу – вращающий момент на выходном валу. Учитывается номинальная мощность , коэффициент безопасности , расчетная продолжительность эксплуатации (10 тысяч часов), КПД редуктора.
Номинальный крутящий момент – максимальный крутящий момент, обеспечивающий безопасную передачу. Его значение рассчитывается с учетом коэффициента безопасности – 1 и продолжительность эксплуатации – 10 тысяч часов.
Максимальный вращающий момент – предельный крутящий момент, выдерживаемый редуктором при постоянной или изменяющейся нагрузках, эксплуатации с частыми пусками/остановками. Данное значение можно трактовать как моментальную пиковую нагрузку в режиме работы оборудования.
Необходимый крутящий момент – крутящий момент, удовлетворяющим критериям заказчика. Его значение меньшее или равное номинальному крутящему моменту.
Расчетный крутящий момент – значение, необходимое для выбора редуктора. Расчетное значение вычисляется по следующей формуле:
Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2
где Mr2 – необходимый крутящий момент; Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент); Mn2 – номинальный крутящий момент.
Прогноз максимальной скорости движения авто на передаче:
| 1 я передача: | 23.68 | км/ч | 24.43 | км/ч |
| 2 я передача: | 36.34 | км/ч | 41.52 | км/ч |
| 3 я передача: | 52.47 | км/ч | 58.01 | км/ч |
| 4 я передача: | 69.1 | км/ч | 73.3 | км/ч |
| 5 я передача: | 90.21 | км/ч | 93.04 | км/ч |
| 6 я передача: | нет | км/ч | нет | км/ч |
* Для сликов маркированных в дюймах вводите только R колеса (вводить ширину и профиль не надо).
По умолчанию в калькуляторе расчета передаточных чисел КПП указаны характеристики коробок S4C (КПП #1) и S9B (КПП #2). Выбрал эти коробки не случайно, т.к. первая устанавливалась на Civic EK9, а вторая считается самой длинной МКПП для Б-моторов.
Размеры шин, количество оборотов двигателя, передаточные числа КПП и главную пару Вы можете подставлять на свое усмотрение. Калькулятором представляет собой универсальное средство, поэтому не стоит зацикливаться, что он работает только на КПП предназначенных для Хонды. Коробку ВАЗ’ика он тоже рассчитает без проблем
Внимание ! Калькулятор КПП и максимальной скорости движения автомобиля предоставлен исключительно в ознакомительных целях и не гарантирует 100% достоверных данных!
На форуме есть несколько тем, посвященных Honda коробкам, из которых Вы можете узнать передаточные числа для калькулятора. Информация еще не полная, но со временем, усилиями сообщества обновим топики и сделаем полную подборку характеристик:
– КПП и передаточные числа для моторов B серии; – КПП и передаточные числа для моторов K серии; – КПП и передаточные числа для моторов H серии; – КПП и передаточные числа для моторов F серии. –
В завершении поста, хочу заметить, что при установке на автомобиль дисков большего диаметра или шин отличных от стокового типоразмера, спидометр будет выдавать не совсем корректные данные. Единицы отдают его на калибровку, чтобы снимать точные показания, в 99.999% случаев автовладельцы оставляют все как есть. Чтобы узнать, насколько спидометр «обманывает» Вас, в блоге есть еще один полезный инструмент:
Спасибо за внимание и отдельный респект всем тем, кто поделился ссылкой на пост
P.S. По давней традиции, не забывайте подписываться на обновления проекта и нашего паблика ВКонтакте, рассказывать друзьям о проекте, делиться в сети ссылками на интересные посты, оставлять развернутые комментарии по теме, делать ретвиты, ставить лайки, нажимать на «мне нравится», добавлять посты в гугл плюс и . И конечно же, САМОЕ-САМОЕ ГЛАВНОЕ – приглашаю всех на форум любителей хонда . С момента последнего поста много чего изменилось и форум тоже. Жду всех на форуме
Мощности
При вращательных движениях рабочих органов механизмов возникает сопротивление, которое приводит к трению – истиранию узлов. При грамотном выборе редуктора по показателю мощности он способен преодолевать это сопротивление. Потому этот момент имеет большое значение, когда нужно купить мотор-редуктор с долгосрочными целями.
Сама мощность – Р – считается как частное от силы и скорости редуктора. Формула выглядит так:
- где:M – момент силы;
- N – обороты в минуту.
Для выбора нужного мотор-редуктора необходимо сопоставить данные по мощности на входе и выходе – Р1 и Р2 соответственно. Расчет мощности мотор-редуктора на выходе рассчитывается так:
где:P – мощность редуктора;Sf – эксплуатационный коэффициент, он же сервис-фактор.
На выходе мощность редуктора (P1 > P2) должна быть ниже, чем на входе. Норма данного неравенства объясняется неизбежными потерями производительности при зацеплении в результате трения деталей между собой.
При расчете мощностей обязательно применять точные данные: из-за разных показателей КПД вероятность ошибки выбора при использовании приблизительных данных близится к 80%.
Взрывозащищенные исполнения мотор-редукторов
Мотор-редукторы данной группы классифицируются по типу взрывозащитного исполнения:
- «Е» – агрегаты с повышенной степенью защиты. Могут эксплуатироваться в любом режиме работы, включая внештатные ситуации. Усиленная защита предотвращает вероятность воспламенений промышленных смесей и газов.
- «D» – взрывонепроницаемая оболочка. Корпус агрегатов защищен от деформаций в случае взрыва самого мотор-редуктора. Это достигается за счет его конструктивных особенностей и повышенной герметичности. Оборудование с классом взрывозащиты «D» может применяться в режимах предельно высоких температур и с любыми группами взрывоопасных смесей.
- «I» – искробезопасная цепь. Данный тип взрывозащиты обеспечивает поддержку взрывобезопасного тока в электрической сети с учетом конкретных условий промышленного применения.
Выбираем тип редуктора
Для того, чтобы определиться с типом редуктора, нужно рассмотреть пространственное расположение всех механизмов, которые присоединяются к редуктору, их места креплений и способы монтажа.
- Цилиндрические редукторы:
- Горизонтальный тип такого редуктора подходит для схем, в которых оси входного и выходного валов между собой параллельны и при этом находятся в одной плоскости (а именно, горизонтальной);
- У вертикального цилиндрического типа оси редуктора должны располагаться в одной вертикальной плоскости;
- Планетарный или соосный цилиндрический тип используется в том случае, если оси валов находятся в разных плоскостях, но при этом расположены на одной прямой.
- Коническо-цилиндрические редукторы применяются только для тех схем, где оси валов находятся в одной плоскости (горизонтальной) и перпендикулярны друг другу.
- Червячные редукторы:
- Оси одноступенчатого червячного редуктора должны скрещиваться под прямым углом и лежать в разных плоскостях;
- У двухступенчатого червячного редуктора оси валов пересекаются под прямым углом или параллельны друг другу, но при этом обязательно лежат в разных плоскостях.
Более того, в зависимости от области применения редуктора могут оказать влияние такие факторы, как:
- Громкость работы (самый «тихий» — червячный редуктор);
- КПД или коэффициент полезного действия (самые эффективные в плане работы считаются планетарные редукторы, в то время как у двухступенчатых червячных редукторов КПД самый низкий);
- Стоимость в относительном эквиваленте (планетарные редукторы считаются самыми недорогими).
Также, производя расчет червячного редуктора, следует учитывать тот факт, что его использование в большей мере оправдано при повторяющихся кратковременных режимах эксплуатации.
Крутящий момент редуктора
Крутящий момент на выходном валу – вращающий момент на выходном валу. Учитывается номинальная мощность , коэффициент безопасности , расчетная продолжительность эксплуатации (10 тысяч часов), КПД редуктора.
Номинальный крутящий момент – максимальный крутящий момент, обеспечивающий безопасную передачу. Его значение рассчитывается с учетом коэффициента безопасности – 1 и продолжительность эксплуатации – 10 тысяч часов.
Максимальный вращающий момент – предельный крутящий момент, выдерживаемый редуктором при постоянной или изменяющейся нагрузках, эксплуатации с частыми пусками/остановками. Данное значение можно трактовать как моментальную пиковую нагрузку в режиме работы оборудования.
Необходимый крутящий момент – крутящий момент, удовлетворяющим критериям заказчика. Его значение меньшее или равное номинальному крутящему моменту.
Расчетный крутящий момент – значение, необходимое для выбора редуктора. Расчетное значение вычисляется по следующей формуле:
Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2
где Mr2 – необходимый крутящий момент; Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент); Mn2 – номинальный крутящий момент.
Сообщений 1 страница 12 из 12
Поделиться114 января, 2011г. 23:27:56
Ссылка: https://4×4.lviv.ua/?calculator=tuning Модераторы поправьте пожалуйста если не правильно вставил ссылку,просто не понял как это сделать .Спасибо.
Поделиться215 января, 2011г. 09:20:50
Миха150 Спасибо , ссылка хорошая, есть одно но – не подойдет для трактора с приводом только на задние колеса (или только на передние).
Поделиться315 января, 2011г. 09:55:04
Тоже скачал и посмотрел. Не силен я в програмировании, но думаю можно изменить параметры и сделать для одного моста. Или связаться с авторами, дабы сами они сменили, чтобы не-было нарушений
Поделиться415 января, 2011г. 20:29:56
Все подходит я на нем считал полный привод.Очень удобно особенно полноприводный с разными диаметрами колес,в левую колонку забиваеш данные по размерам резины и методом подбора передаточные ГП.Пример:в правую колонку резина в мм 20575R16 и значение ГП УАЗ 5.125 в левую 16580R12 подбираем ГП переднего моста из стандартных ВАЗ у меня получилось 4.1 при этом в графе скорость до и после тюнинга получил одинаковые значения.Так же удобно подбирать скорость . в бщем там все понятно не удобно одно т.к в большинстве случаев приходится ставить 2кпп передаточные числа приходится суммировать на калькуляторе или при помощи карандаша и бумаги,но это кому как нравится.
Отредактировано Миха150 (15 января, 2011г. 20:39:32)
5 . 1 Проектировочный расчет
Исходные данные:
Количество зубьев шестерни: ;
Количество зубьев колеса: ;
Требуемое передаточное отношение: ;
Частота вращения шестерни: ;
КПД подшипников качения :;
КПД передачи: ;
Срок службы: .
Таблица 5.1
| Элемент передачи | Марка стали | Термообработка | Заготовка | Твердость поверхности | ||
| Шестерня | 20Х2Н4А | Цементация | поковка | 1400 | 1200 | 65HRCэ |
| Колесо | 20Х2Н4А | Цементация | поковка | 1400 | 1200 | 63HRCэ |
Определение числа циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
, , ;
, , ,
Определение допускаемых напряжений:
а) контактных:
, ,
так как и , то, а , ,
для колеса -,
для шестерни — ,
,
в качестве расчётного принимаем ;
б) изгибные:
, так как , то , ,
,
;
в) предельные:
,
.
Определение коэффициентов расчётной нагрузки
Коэффициенты расчётной нагрузки соответственно при расчётах на контактную и изгибную выносливость равны:
,
kHa= kFa=1
,
.
Определение начального диаметра шестерни
,
где, ,
X=0.0061(100-Z)
X1=0.56, X2=0.51
=0.08678,
, ,
,
— коэффициент ширины шестерни относительно её диаметра,
.
Определение модуля зацепления
Принимаемm
=2.75мм ,тогда
,
Mежосевое расстояние: .
5.2 Проверочный расчёт
Проверка передачи на контактную прочность:
,
Zm=275 МПа1/2
Определим окружную скорость:
,
уточним коэффициент расчётной нагрузки:
,
,
следовательно: ,
,
определяем удельную расчётную окружную силу:
,
,
Недогруз составляет 0,7%. что допустимо.
Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость
.
а) Определим коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:
для ,
для ,
, .
б) Проверяем на прочность зуб шестерни:
,
, где
.
Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома):
,
Конструирование зубчатого колеса и шестерни
Определение геометрических и других размеров шестерни и колеса
— диаметр вершин зубьев:
,
,
— диаметр впадин зубьев:
,
6. Расчет передачи заднего хода редуктора
(Шестерня паразитная — колесо)
6.1
Проектировочный расчет
Исходные данные:
Количество зубьев шестерни: ;
Количество зубьев колеса: ;
Требуемое передаточное отношение: ;
Частота вращения шестерни: ;
КПД подшипников качения :;
КПД передачи: ;
Срок службы: .
Таблица 6.1
| Элемент передачи | Марка стали | Термообработка | Заготовка | Твердость поверхности | ||
| Шестерня | 20Х2Н4А | Цементация | поковка | 1400 | 1200 | 65HRCэ |
| Колесо | 20Х2Н4А | Цементация | поковка | 1400 | 1200 | 63HRCэ |
Определение числа циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
, , ;
, , ,
Определение допускаемых напряжений:
а) контактных:
,
,
так как и , то, а , ,
для колеса -,
для шестерни — ,
,
в качестве расчётного принимаем ;
б) изгибные:
, так как , то , ,
,
;
в) предельные:
,
.
Определение коэффициентов расчётной нагрузки
Коэффициенты расчётной нагрузки соответственно при расчётах на контактную и изгибную выносливость равны:
,
kHa= kFa=1
,
.
Определение начального диаметра шестерни
,
где, ,
X=0.0061(100-Z)
X1=0.51, X2=0.427
, ,
,
— коэффициент ширины шестерни относительно её диаметра,
.
Определение модуля зацепления
Принимаемm
=2.75мм ,тогда
,
Mежосевое расстояние: .
6.2
Проверочный расчёт
Проверка передачи на контактную прочность:
,
Zm=275 МПа1/2
Определим окружную скорость:
,
уточним коэффициент расчётной нагрузки:
,
,
следовательно: ,
,
определяем удельную расчётную окружную силу:
,
,
Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость
.
а) Определим коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:
для ,
для ,
, .
б) Проверяем на прочность зуб шестерни:
,
, где
.
Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома):
,
Конструирование зубчатого колеса и шестерни
Определение геометрических и других размеров шестерни и колеса
— диаметр вершин зубьев:
,
,
— диаметр впадин зубьев:
,
7. Расчет валов
7.1 Расчет вала-шестерни
Тип редуктора
Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:
Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).
Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.
Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.
Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.
В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.
ВАЖНО! Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений
- Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
- Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.
Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи
| Тип редуктора | Число ступеней | Тип передачи | Расположение осей |
|---|---|---|---|
| Цилиндрический | 1 | Одна или несколько цилиндрических | Параллельное |
| 2 | Параллельное/соосное | ||
| 3 | |||
| 4 | Параллельное | ||
| Конический | 1 | Коническая | Пересекающееся |
| Коническо-цилиндрический | 2 | Коническая Цилиндрическая (одна или несколько) | Пересекающееся/скрещивающееся |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Червячный | 1 | Червячная (одна или две) | Скрещивающееся |
| 1 | Параллельное | ||
| Цилиндрическо-червячный или червячно-цилиндрический | 2 | Цилиндрическая (одна или две) Червячная (одна) | Скрещивающееся |
| 3 | |||
| Планетарный | 1 | Два центральных зубчатых колеса и сателлиты (для каждой ступени) | Соосное |
| 2 | |||
| 3 | |||
| Цилиндрическо-планетарный | 2 | Цилиндрическая (одна или несколько) Планетарная (одна или несколько) | Параллельное/соосное |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Коническо-планетарный | 2 | Коническая (одна) Планетарная (одна или несколько) | Пересекающееся |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Червячно-планетарный | 2 | Червячная (одна) Планетарная (одна или несколько) | Скрещивающееся |
| 3 | |||
| 4 | |||
| Волновой | 1 | Волновая (одна) | Соосное |
Как рассчитать передаточное число
Шестерня и колесо имеют разное количество зубов с одинаковым модулем и пропорциональный размер диаметров. Передаточное число показывает, сколько оборотов совершит ведущая деталь, чтобы провернуть ведомую на полный круг. Зубчатые передачи имеют жесткое соединение. Передающееся количество оборотов в них не меняется. Это негативно сказывается на работе узла в условиях перегрузок и запыленности. Зубец не может проскользнуть, как ремень по шкиву и ломается.
Расчет без учета сопротивления
В расчете передаточного числа шестерен используют количество зубьев на каждой детали или их радиусы.
Где u12 – передаточное число шестерни и колеса;
Z2 и Z1 – соответственно количество зубьев ведомого колеса и ведущей шестерни.
Знак «+» ставится, если направление вращения не меняется. Это относится к планетарным редукторам и зубчатым передачам с нарезкой зубцов по внутреннему диаметру колеса. При наличии паразиток – промежуточных деталей, располагающихся между ведущей шестерней и зубчатым венцом, направление вращения изменяется, как и при наружном соединении. В этих случаях в формуле ставится «–».
При наружном соединении двух деталей посредством расположенной между ними паразитки, передаточное число вычисляется как соотношение количества зубьев колеса и шестерни со знаком «+». Паразитка в расчетах не участвует, только меняет направление, и соответственно знак перед формулой.
Обычно положительным считается направление движения по часовой стрелке. Знак играет большую роль при расчетах многоступенчатых редукторов. Определяется передаточное число каждой передачи отдельно по порядку расположения их в кинематической цепи. Знак сразу показывает направление вращения выходного вала и рабочего узла, без дополнительного составления схем.
Вычисление передаточного числа редуктора с несколькими зацеплениями – многоступенчатого, определяется как произведение передаточных чисел и вычисляется по формуле:
Зубчатое зацепление жесткое. Детали не могут проскальзывать относительно друг друга, как в ременной передаче и менять соотношение количества вращений. Поэтому на выходе обороты не изменяются, не зависят от перегруза. Верным получается расчет скорости угловой и количества оборотов.
КПД зубчатой передачи
Для реального расчета передаточного отношения, следует учитывать дополнительные факторы. Формула действительна для угловой скорости, что касается момента силы и мощности, то они в реальном редукторе значительно меньше. Их величину уменьшает сопротивление передаточных моментов:
- трение соприкасаемых поверхностей;
- изгиб и скручивание деталей под воздействием силы и сопротивление деформации;
- потери на шпонках и шлицах;
- трение в подшипниках.
Для каждого вида соединения, подшипника и узла имеются свои корректирующие коэффициенты. Они включаются в формулу. Конструктора не делают расчеты по изгибу каждой шпонки и подшипника. В справочнике имеются все необходимые коэффициенты. При необходимости их можно рассчитать. Формулы простотой не отличаются. В них используются элементы высшей математики. В основе расчетов способность и свойство хромо-никелевых сталей, их пластичность, сопротивление на растяжение, изгиб, излом и другие параметры, включая размеры детали.
Что касается подшипников, то в техническом справочнике, по которому их выбирают, указаны все данные для расчета их рабочего состояния.
При расчете мощности, основным из показателей зубчатых зацепления является пятно контакта, оно указывается в процентах и его размер имеет большое значение. Идеальную форму и касание по всей эвольвенте могут иметь только нарисованные зубья. На практике они изготавливаются с погрешностью в несколько сотых долей мм. Во время работы узла под нагрузкой на эвольвенте появляются пятна в местах воздействия деталей друг на друга. Чем больше площадь на поверхности зуба они занимают, тем лучше передается усилие при вращении.
Все коэффициенты объединяются вместе, и в результате получается значение КПД редуктора. Коэффициент полезного действия выражается в процентах. Он определяется соотношением мощности на входном и выходном валах. Чес больше зацеплений, соединений и подшипников, тем меньше КПД.
Расчет третей передачи редуктора
3.1
Проектировочный расчет
Исходные данные:
Количество зубьев шестерни: ;
Количество зубьев колеса: ;
Требуемое передаточное отношение: ;
Частота вращения шестерни: ;
КПД подшипников качения :;
КПД передачи: ;
Срок службы: .
|
Элемент передачи |
Марка стали | Термообработка | Заготовка | Твердость поверхности | ||
| Шестерня | 40ХН | Объемная закалка | поковка | 1600 | 1400 | 56HRCэ |
| Колесо | 40ХН | Объемная закалка | поковка | 1600 | 1400 | 55HRCэ |
Определение частот вращения и угловых скоростей валов:
— ведущего:
;
— ведомого:
.
Базовое число циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
Определение чисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
;
;
.
Определение допускаемых напряжений:
а) контактные
:
;
где:;
;
;
;
;
В качестве расчетного принимаем .
б) изгибные
:
,
где:;
, т.к. ;
;
.
в) предельные
:
8.Определение коэффициентов расчетной нагрузки:
При твердости , 8-ой степени точности и
;
Принимаем ;
9.Определим начальный (делительный) диаметр шестерни:
где:,
X=0.0061(100-Z)
X1=0.5063, X2=0.4331
=0.02976981,
, ,
,
Из конструктивных соображений .
10.Модуль зацепления:
По ГОСТ 9563-60 , тогда
3.2 Проверочный расчет
1.Проверка передачи на контактную выносливость:
Предварительно устанавливаем следующие параметры:
для прямозубых колес.
Окружная скорость:
Коэффициент расчетной нагрузки:
Принимаем:
Определяем удельную расчетную окружную силу:
Недогрузка равна 1.6%.
2.Проверка передачи на изгибную выносливость:
;
, для ;
, для ;
; .
3.Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома):
Определение геометрических размеров шестерни и колеса:
4. Проверочный расчет четвертой передачи редуктора
Исходные данные:
Количество зубьев шестерни: ;
Количество зубьев колеса: ;
Требуемое передаточное отношение: ;
Частота вращения шестерни: ;
КПД подшипников качения :;
КПД передачи: ;
Срок службы: .
1.Проверка передачи на контактную выносливость:
X=0.0061(100-Z)
X1=0.4758, X2=0.4638
=0.2977,
, ,
,
Окружная скорость:
Коэффициент расчетной нагрузки:
Принимаем:
Определяем удельную расчетную окружную силу:
Недогрузка равна 0,4%.
2.Проверка передачи на изгибную выносливость:
;
, для ;
, для ;
; .
3.Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома):
,
;
6. Определение геометрических размеров шестерни и колеса:
5. Расчет передачи заднего хода редуктора
(шестерня – шестерня паразитная)
Онлайн расчеты :: SS20 Sport Club
Исходные данные
3.53.73.94.14.34.54.74.95.1
2.92 (5-й ряд)2.92 (6-й ряд) 2.92 (7-й ряд)3.42 (8-й ряд)3.42 (10-й ряд)3.63 (станд.)3.63 (11-й ряд)3.16 (12-й ряд)3.17 (15-й ряд)3.17 (18-й ряд)3.17 (20-й ряд)3.17 (102-й ряд)2.92 (103-й ряд)2.92 (104-й ряд)2.92 (200-й ряд)3.0 (026-й ряд)3.0 (711-й ряд)2.67 (745-й ряд)2.67 (74-й ряд)
1.81 (5-й ряд)1.81 (6-й ряд)2.05 (7-й ряд)2.05 (8-й ряд)2.05 (10-й ряд)2.22 (11-й ряд)1.95 (станд.)1.95 (12-й ряд)1.81 (15-й ряд)2.11 (18-й ряд)1.9 (20-й ряд)1.95 (102-й ряд)1.95 (103-й ряд)1.95 (104-й ряд)2.22 (200-й ряд)2.53 (026-й ряд) 2.53 (711-й ряд) 1.93 (745-й ряд)1.93 (74-й ряд)
1.28 (5-й ряд)1.28 (6-й ряд)1.56 (7-й ряд)1.36 (станд.)1.36 (8-й ряд)1.36 (10-й ряд)1.54 (11-й ряд)1.36 (12-й ряд)1.28 (15-й ряд)1.48 (18-й ряд)1.26 (20-й ряд)1.36 (102-й ряд)1.36 (103-й ряд)1.36 (104-й ряд)1.76 (200-й ряд)2.06 (026-й ряд)2.06 (711-й ряд)2.06 (45-й ряд)1.56 (74-й ряд)
0.94 (станд.)0.97 (5-й ряд)1.06 (6-й ряд)1.31 (7-й ряд)0.97 (8-й ряд)0.97 (10-й ряд)1.17 (11-й ряд)1.03 (12-й ряд)0.94 (15-й ряд)1.13 (18-й ряд)0.94 (20-й ряд)0.94 (102-й ряд)0.94 (103-й ряд)1.03 (104-й ряд)1.39 (200-й ряд)1.74 (026-й ряд)1.74 (711-й ряд)1.37 (745-й ряд)1.37 (74-й ряд)
0.78 (станд.)0.78 (5-й ряд)0.94 (6-й ряд)1.13 (7-й ряд)0.78 (8-й ряд)0.78 (10-й ряд)0.89 (11-й ряд)0.78 (12-й ряд)0.73 (15-й ряд)0.89 (18-й ряд)0.73 (20-й ряд)0.73 (102-й ряд)0.69 (103-й ряд)0.73 (104-й ряд)1.17 (200-й ряд)1.48 (026-й ряд)1.48 (711-й ряд)1.2 (745-й ряд)0.79 (74-й ряд)
нет0.69 (станд.)0.94 (7-й ряд)0.78 (18-й ряд)0.94 (200-й ряд)
Рассчитать
