Расчет Редуктора РЛС

      Перед тем, как приступить к проверке условия  контактной прочности, следует сначала  проверить условие:

            (12)

      где: u=2,45 - передаточное отношение,

      T₁=1 H·мм - крутящий момент

      K_HB=1 - коэффициент нагрузки, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца

      K_HV=1.25 - коэффициент нагрузки, учитывающий дополнительные динамические нагрузки;

      j_ba=0.1 - коэффициент ширины зубчатого венца 

      Поскольку колёса одинаковы и изготовлены  из одного материала, будет

      Вычисляем межосевое расстояние по формуле:

            (14)

      Подставляя  u=2,45, T₁=1 Н·мм, K_HB=1, K_HV=1.25, получаем

      а_wмин=2,9 мм, а_w =23,8 мм: а_w>a_wмин - условие выполняется.

      Условие изгибной прочности зубьев определяется напряжением изгиба в опасном  сечении. Условие изгибной прочности  имеет вид:

        

      Где: Y_f - коэффициент формы зуба;

      F_t - крутящий момент;

[s_f] - допускаемое изгибное напряжение, определяемое по формуле [s_f]=(σfo/Sf)*K_fB*K_fv  , [s_f]=246,85 МПа

      Подставляя Y_f=3,7 F_t=0,3H b2=2,76мм m=0.8 K_f1=1 K_fс=0.8 [s_f]=55 Мпа, получаем s_f=0,7 МПа

      s_f<[s_f] - условие изгибной прочности выполняется.

      Необходимо  проверить условие соответствия модуля передачи нагрузке по формуле:

               (16)

      Подставляя T₁=1 H·мм, u=2,45, a_w=27,6 мм, b=2,76 мм, [s_f]=246,85 Мпа, получаем:

      M=0,003, а m=0,8 из чего следует выполнение условий прочности зубьев.

      На  основании выше приведённых расчётов можно сделать вывод, что материал и геометрические размеры зубчатых колёс в целом полностью удовлетворяют  условиям прочности и условиям эксплуатации, приведённым в техническом задании.

 

       6 Расчёт прочности одного из валов механизма. 

      Для валов механизмов РЭС, несущих незначительные нагрузки, можно ограничиться приближенным расчетом по эквивалентным (приведенным) напряжениям, учитывающим по энергетической теории прочности все виды деформаций. Тогда условие прочности вала в опасном сечении имеет вид:

      σпр= (σи+σс)+3τк ≤[σи] 
 

 
Рисунок: Эпюра изгибающих моментов и поперечных сил. 

      где: σпр  приведённое напряжение, МПа

      s_и - напряжение изгиба, МПа

      М_p - расчётный изгибающий момент, H мм

      М_p=  Моу+Мoz

      L=25 мм – длинна вала, d=6 мм - диаметр вала

      М_p =4,17 Н мм

      s_и = М_p /(0.1*d )=0,19 МПа

      s_c –напряжение сжатия, МПа

      s_c =Ft/(3,14*d/4)=0,034

      τк - напряжение кручения МПа,

      τк=T/(0,2*d )=0,07

      T –крутящий момент H мм, T=2,91

      σпр= (σи+σс)+3τк   =0,25 МПа

        [s_и] - допустимое напряжение изгиба, равное для стали 70-90 МПа.

Следовательно, условие прочности выполняется, то есть материал вала, и диаметр вала выбраны правильно.

Ориентировочно минимальный диаметр вала при его работе только на кручение (изгиб исключают путём понижения допускаемых напряжений) рассчитывают по формуле:

      d≥  T1/(0,2*[ τк]) =0.5 мм

      Где [ τк]=30-50 МПа – допускаемое напряжение на кручение для сталей.

Диаметр вала по измерению равен 6мм, что  говорит о правильности выбора материала  для вала. 

 

       7 Выбор конструкционных материалов 

      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, относительной влажности воздуха при 313 К: 90%, и при температуре 223-333°К.

      В качестве материала зубчатых колёс  выбрана сталь марки 45 ГОСТ1050-74 имеющий s_в=981 Мпа, так как параметры этого материала полностью удовлетворяют всем условиям прочности и он обладает хорошими антифрикционными свойствами и достаточной в данных климатических условиях антикоррозионной устойчивостью.

      В качестве материала корпуса выбрана сталь марки 08КП ГОСТ1050-74 имеющей s_в=324 Мпа из-за её коррозионной устойчивости и достаточной жёсткостью корпуса как несущей конструкции.

      В качестве материала валов зубчатых колёс 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.

 

       8 Описание конструкции механизма 

      Конструкция данного механизма представляет собой зубчатую передачу, состоящую  из двух зубчатых колёс с внешним  зацеплением.

      В корпус, изготовленный из стали 08КП ГОСТ1050-74 установлены два вала, изготовленные  из стали 45 ГОСТ1050-74, на валу вращается  шестерня, изготовленная из стали 45 ГОСТ1050-74, которая передаёт вращение на зубчатое колесо, изготовленное  из стали 45 ГОСТ1050-74. 

      9 Заключение

      Во  время выполнения данного курсового  проекта мы научились описывать  конструкцию механизма и выбирать материал для изготовления зубчатых колёс. Производить силовой, геометрический и кинематический расчёты механизма, проверять условие прочности  по допускаемым контактным напряжениям, условие надёжности вала при изгибе в опасном сечении, сравнивать межосевое  расстояние зубчатых колёс, строить  эпюры изгибающих моментов и поперечных сил. 

 

       10 Список используемой литературы

1Проектирование механизмов радиоэлектронных средств. Методические указания к выполнению самостоятельной работы по курсовому проектированию по дисциплине "Прикладная механика". И. В. Андреев, Воронеж, ВГТУ, 2006г., 144с.

2 Красновский Е. Я, Дружинина Ю. А, Филатова Е. М. "Расчёт и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем"., М:"Высшая школа", 1991г., 480с.

3 Прикладная  механика. А.И. Андреев, И. В. Андреев, Воронеж, ВГТУ, 2008г., 179с.