Проектирование редуктора на базе модели редуктора вертолёта МИ-2. Курсовой проект по деталям машин. Курсовой проект по дисциплине Детали машин
 Скачать 0.61 Mb.
|
  ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Аэрокосмический институт Кафедра механики материалов, конструкций и машин КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Детали машин» Проект главного редуктора вертолета на базе редуктора к модели МИ-2 (4 вариант) Пояснительная записка ОГУ 24.03.04. 2122. 208 ПЗ Руководитель канд. техн. наук, доцент ________ С.Ю. Решетов «___» ___________2022 г. Студентка группы 20А(б)СВС ________ Е.Д. Горшенина «___» ___________2022 г. Оренбург 2022 Утверждаю Заведующий кафедрой механики материалов, конструкций и машин ________ Е.В. Пояркова «07» сентября 2022 г. ЗАДАНИЕ на выполнение курсового проекта студенту Горшенина Евгения Дмитриевна по направлению подготовки (специальности) 24.03.04 Авиастроение. по дисциплине «Детали машин». 1 Тема работы Проект главного редуктора вертолета на базе редуктора к модели МИ-2. 2 Срок сдачи студентом работы «____»_________2022 г. 3 Цель и задачи работы освоение методики проектирования и конструирования авиационных редукторов, приобретение навыков выполнения проектировочных расчётов, разработки общего вида, компоновки, подбор типов соединений и их расчёт 4 Исходные данные работы: Кинематическая схема редуктора  Тр1 = Тн, Тр2 = 0,91Тн, Тр3 = 0,87Тн; np1 = nн, np2 = 1,10nн, np3 = 1,15nн; th1 = 0,50th, th1 = 0,30th, th1 = 0,20th Fт = 6,5 кН, Fн = 0,5 кН, nвых = 230 об/мин, Pвых = 130 кВт, nвх = 1700 об/мин, th = 1250 ч, l = 500 мм, режим работы – 3. 5 Перечень графического материала: Сборочный чертёж Спецификация 2-3 рабочих чертежа отдельных деталей Дата выдачи и получения задания Руководитель «07» сентября 2022 г. _______ С.Ю. Решетов Студент «07» сентября 2022 г. _______ Е.Д. Горшенина
 АннотацияКурсовой проект посвящён проектированию и конструированию главного редуктора вертолета на базе редуктора к модели МИ-2. В данной работе произведён кинематический и энергетический расчеты редуктора, определены допускаемые контактные и изгибные напряжения, определены основные габариты передач, определены модуль и число зубьев передач, определены геометрические параметры, произведен расчет на прочность по контактным напряжениям в передачах и расчет по напряжениям изгиба. По рассчитанным данным выполнен сборочный чертеж главного редуктора вертолета, а также рабочие чертежи тихоходного вала, зубчатого колеса и подшипниковой крышки. Выполнен расчет валов на прочность по усталостным напряжениям, выбран тип соединений деталей. Курсовой проект содержит ___ страниц, в том числе ___ таблиц, ___ рисунков, ___ приложения. Графическая часть выполнена на ___ листах формата А___. ОглавлениеВведение 6 1 Кинематический и энергетический расчёт редуктора 7 1.1Определение общего передаточного числа 7 1.2Определение частот вращения валов 7 1.3 Назначение КПД передач и определение мощностей на валах 8 1.4Определение крутящих моментов на валах 8 2 Проектирование зубчатых передач 10 2.1 Выбор материала и термической обработки зубчатых колёс 10 2.2 Проектирование конической передачи 10 2.2.1 Определение допускаемых контактных напряжений 10 2.2.2 Определение допускаемых напряжений изгиба 13 2.2.3 Определение габаритных размеров 14 2.2.4 Определение модуля и чисел зубьев 17 2.2.5 Определение геометрических размеров передачи 19 2.2.6 Проверочный расчёт зубьев на контактную прочность 21 2.2.7 Проверочный расчёт зубьев на изгибную прочность 21 2.2.8 Определение усилий в зацеплении конической передачи 22 2.3 Проектирование цилиндрической передачи 23 2.3.1Определение допускаемых контактных напряжений 23 2.3.2 Определение допускаемых напряжений изгиба 24 2.3.3 Определение коэффициентов, используемых при расчёте передачи на выносливость. 25 2.3.4 Проектный расчёт закрытой цилиндрической передачи 25 2.3.4 Определение основных геометрических размеров зубчатых колёс 27 2.2.5 Силы, действующие в зацеплении 27 3 Эскизная компоновка редуктора 28 3.1Предварительная оценка диаметров валов 28 3.2 Предварительный подбор подшипников качения 30 
Введение Главный редуктор предназначен для передачи крутящего момента от двигателя на валы несущего и рулевого винтов и обеспечивает привод вспомогательных агрегатов. Главные редукторы обычно имеют большое передаточное отношение, обусловленное малой частотой вращения несущего винта вертолета и большой частотой вращения свободной турбины двигателя. Они крепятся к силовым шпангоутам фюзеляжа рамой, которая передает на фюзеляж силы и моменты, воспринимаемые картером редуктора. Редукторы несущих винтов можно разделить на простые (одно- или двухступенчатые с одной или двумя парами цилиндрических или конических зубчатых колес) и планетарные (одно-или двухступенчатые). На тяжелых вертолетах (Ми-26) применяются многопоточные редукторы. В авиастроении огромное значение имеет вес конструкции, поэтому важной особенностью проектирования главного редуктора вертолёта являются пустотелые валы. Так же при определении конструкции редуктора для уменьшения веса рекомендуется максимально компактно располагать ступени передач.
1 Кинематический и энергетический расчёт редуктора Определение общего передаточного числа Общее передаточное число определяется по формуле:  где  – общее передаточное отношение; – частота вращения входного вала; – частота вращения выходного вала. В двухступенчатом коническо-цилиндрическом редукторе для рациональной разбивки передаточных отношений рекомендуется эмпирическая зависимость:  где  – передаточное отношение быстроходной ступени. . Тогда передаточное отношение тихоходной ступени определится по формуле:  , где  – передаточное отношение тихоходной ступени. .Определение частот вращения валов Исходя из задания для коническо-цилиндрического редуктора, имеем: частота вращения входного вала nвх = nI = 1700 об/мин, частота вращения выходного вала nвых = nIII = 230 об/мин, тогда частота вращения второго вала:  Назначение КПД передач и определение мощностей на валах Так как передача работает с умеренными скоростями и повышенными нагрузками, то предварительно выбираем для всех зубчатых колёс привода седьмую степень точности. Принимаем для конической передачи  , для цилиндрической передачи  Мощность на валу определяется по формуле:  где  – мощность на валу, кВт; – мощность на последующем валу, кВт; – КПД ступени.Для выходного вала задана мощность Pвых = PIII = 130 кВт. Исходя из этого условия, определяем мощности на остальных валах:   .Определение крутящих моментов на валах Определение крутящих моментов на всех валах редуктора производится по формуле:  , где  – крутящий момент, Н·мм. – обороты вала, об/мин.После подстановки получим:     2 Проектирование зубчатых передач2.1 Выбор материала и термической обработки зубчатых колёс Стремление уменьшить массу конструкции авиационных передач обуславливает применение материалов с высокими показателями прочности. В связи с этим в качестве заготовок при серийном производстве используют штамповки из высококачественных легированных сталей. При этом обязательно выполняют химико-термическую обработку деталей. В частности, зубья подвергают цементации для повышения твёрдости поверхности, которая обеспечивает износостойкость, высокую контактную и изгибную прочность, а также – азотированию, с целью повышения твёрдости, износоустойчивости, предела усталости и коррозионной стойкости. Поэтому выбираем для зубчатых колёс конической передачи сталь 12Х2Н4А с химико-термической обработкой – цементацией на глубину 1,2 мм, заготовка – штамповка. Для шестерни и колеса цилиндрической передачи выбираем стали 20ХН2М с химико-термической обработкой – цементацией и закалкой и 40ХНМА с химико-термической обработкой – азотирование соответственно. Механические свойства выбранных сталей приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1 – Механические свойства сталей
| |||||||||||||||||||||||||||||||
63