Проектирование планетарного редуктора

Образовательная автономная некоммерческая организация Волжский университет им. В. Н. Татищева Кафедра УКОПС Расчетно — графическая работа по дисциплине «Конструирование мехатронных модулей»

Тема: «Проектирование планетарного редуктора»

Вариант: 8

Разработал: ст.гр. ИМ — 417 А. В. Жданов Руководил: к.т.к. доцент В. В. Волосков Тольятти 2008

ЗАДАНИЕ для курсового проектирования по конструированию мехатронных модулей студенту Жданову А. В. курса 4 группы ИМ — 417

Тема задания: Проектирование планетарного редуктора Вариант: 8

Курсовая работа на указанную тему выполняется в следующем объеме:

I. Расчетно-пояснительная записка по ГОСТ 2.106−96 форма 9 и 9а:

Задание Содержание Введение

1. Структурная и кинематическая схемы мехатронного модуля Энергетический расчет привода мехатронного модуля при динамических нагрузках Расчет и проектирование преобразователя движения:

Кинематический расчет Расчет на прочность основных элементов Расчет упругих деформаций (податливость звеньев) Расчет прочности Расчет надежности Заключение Литература Приложения

II. Графическая часть:

Сборочный чертеж преобразователя движения по ГОСТ 2.301−89 формат А1 или А2

Спецификация по ГОСТ 2.108−96 форма 1 и 1а Дата выдачи задания: «» 200 г.

Дата сдачи работы до: «2 «июня 2008 г.

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ МОНТАЖА ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА РП-R-i-000

Цель занятия

1. Изучить конструкцию и провести экспериментальные исследования точности монтажа планетарной передачи.

1. Техническое задание

Определить основные параметры планетарной передачи по исходным данным и кинематической схеме. Расчет выполняется по методике, изложенной в и материалам данного пособия.

1 — центральное колесо

2 — сателлиты

3 — неподвижное колесо

Н — водило

Рисунок 1 — Планетарная передача

Рвых=3,4 кВт nвых=41 мин-1

2. Энерго-кинематический расчет

Момент сопротивления на выходном звене (Нм) определяют по формуле:

планетарный передача мехатронный модуль

Требуемую мощность электродвигателя (Р, Вт) для ММ вращательного движения определяют:

где Тн — момент сопротивления на выходном звене ММ, Нм;

nвых — частота вращения выходного звена ММ, об/мин.

— коэффициент полезного действия ММ;

Кдин = 1,1…1,3 — коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических нагрузок в период разгона и торможения.

Так как электродвигатели одной и той же мощности имеют разные номинальные вращающие моменты Тном, то необходимо определить требуемый момент двигателя (Тдтр, Нм):

где i — передаточное отношение преобразователя движения.

По требуемой мощности (Р), моменту (Т) выбирают тип электродвигателя.

Расчет редуктора

1. Определяем передаточное отношение

По ГОСТ 2185–66 ближайшее значение i=18.

2. Выбираем по [24 таблица 51] кинематическую схему 1 с передаточным отношением i (3)1H=18.

3. Принимаем число сателлитов (из условия уравновешивания сил в зацеплении) nc=3.

4. Выбираем число зубьев солнечного колеса z1=24.

5. Определяем число зубьев сателлита [24, формула 5.2]

Z2=0,5z1(i (3)1H-2)=0.5*18(18−2)=144.

6. Проверяем выполнение условия вхождения зубьев в зацепление

[24, формула 5.10]

— целое число, условие выполнено.

7. Проверяем выполнение условия соседства [24, формула 5.9]

Условие выполнено.

8. Определяем число зубьев корончатого колеса из условия соосности [24, формула 5.2]

9. Выбираем для зубчатых колес сталь 40ХН, улучшенную, средняя твёрдость HB 280 [24, табл. 3.3]; базовое число циклов пермены напряжений [24, таблица. 3.3]

10. Определяем рабочее число циклов перемены напряжений для солнечного колеса за весь срок службы t=5· 30·8=12·103ч по формуле

Здесь = - =750−41=709об/мин.

11. Так как NH>NH0, то принимаем коэффициент долговечности KHL=1

[пояснение к 24, формуле 3.9].

12. Определяем межосевое расстояние между солнечным колесом и сателлитом [24, формула 5.15 табл. 5.3]

Входящие в неё величины имеют значения:

а) для передач цилиндрическими примозубыми колесами Ka=49,5;

б) передаточное отношение

в) вращающий момент, Н*мм

г) коэффициент концентрации наргрузки [24, табл. 3.1] КН?=1,2;

д) расчётное число сателлитов nc'=nc — 0,7=3 — 0,7=2,3;

е) допускаемое контактное напряжение [24, формула 3,9]

Здесь предельное значение контактной выносливости; [24, таблица. 3.2 ]

Коэффициент долговечности КHL= 1

Коэффициент безопасности [SH] = 1,1?1,2 для колес из улучшенной стали, принимаем среднее значение [SH] = 1,15.

Коэффициент ширины сателлита принимаем? ba=0,5.

После подстановки приведённых величин [24, формула 5,15] имеем

13. Определяем модуль зацепления на основании [24, формула 3,14]

Ближайшее значение m=3

14. Определяем диаметры делительных окружностей колес и ширину, мм

15. Выполняем проверочный расчёт зубьев на изгиб [24, формула 5,21 таблица. 5,3]. Последовательность расчёта сходна с изложено выше. Значения коэффициентов определяют по ГОСТ 21 354–75.

Не воспроизводя всех выкладок, приводим результат:

Расчётное напряжение изгиба, МПа

Сравним с допускаемым напряжением

Условие прочности выполнено.

16. Расчет валов по кинематическому допускаемому напряжению без учета влияния изгиба [24, формула 8,16]

,

где Т — крутящий момент, Н*мм;

[?k] - допускаемое напряжение на кручение; для валов из сталей 40, 45, Ст6 принимают значение [?k] = 15−20МПа (Н/мм2). Полученный результат округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда (Приложение).

17. Подбор подшипников качения. Основные критерии работоспособности подшипника качения — его динамическая и статическая грузоподъёмность.

Наименьшая долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов

где С — динамическая грузоподъемность по каталогу;

Р — эквивалентная нагрузка;

р — показатель степени: для шарикоподшипников р=3; для роликоподшипников р=10/3.

Наименьшая долговечность в часах

18. Система смазки планетарных передач. В планетарной передаче применен способ окунания колес в масляную ванну. Масло индустриальное И-40А ГОСТ 20 799–75 вязкостью (35−45)10−6 м2/с, температура вспышки tвсп=200С.

Для подшипниковых узлов применяются пластичные смазочные материалы марки ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203 ГОСТ 6267–74 и ГОСТ 8773–73 с температурой эксплуатации от -60 до +90С и от -50 до +90С.

19. Сборочный чертеж планетарного редуктора со спецификацией, выполненный с расчетом по базовому варианту дан в приложении Б.

1. Анурьев В. И. — Справочник конструктора-машиностроителя, т.1. М.: «Машиностроение», 1980 — 723 с.

2. Анурьев В. И. — Справочник конструктора-машиностроителя, т.2. М.: «Машиностроение», 1980 — 539 с.

3. Анурьев В. И. — Справочник конструктора-машиностроителя, т.3. М.: «Машиностроение», 1980 — 576 с.

4. Анфимов М. И. — Редукторы. Конструкции и расчет. М.: «Машиностроение», 1972.

5. Беляев В. Г. Винтовые механизмы качения в станках с ЧПУ и роботах. М.: «Мосстанкин», 1984.

6. ГОСТ 21 098–82. Цепи кинематические. Методы расчета точности. Взамен ГОСТ 21 098–75; Введ. 01.01.84. — М.: «Изд-во стандартов», 1986.

7. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. — Конструирование узлов и деталей машин. М.: «Высшая школа», 1985.

8. Жуков К. П., Гуревич Ю. Е. Проектирование деталей и узлов машин. — М.: «Изд-во Станкин», 1999.

9. Иванов М. Н. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.

10. Илюхин Ю. В., Подураев Ю. В. Проектирование исполнительных систем роботов. Линеаризованные системы. — М.: «Изд-во МПИ», 1989.

11. Иосилевич Г. Б. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей ВУЗов. — М.: «Машиностроение», 1988 — 368 с.

12. Исии Т., Симояма И. Мехатроника. Перевод с япон. — М.: «Мир», 1988. — 388 с.

13. Казмиренко В. Ф. Электрогидравлические мехатронные модули движения. М.: «Радио и связь», 2001.

14. Кудрявцев В. Н., Державец Ю. А. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей ВУЗов. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. — 400с., ил.

15. Каталог продукции мотор-редукторы. Редукторы. — М.: «Приводная техника», 2002.

16. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин. — Калининград: Янтар. сказ, 2004. — 454 с.

Структурная схема