Анализ результатов расчетов - Оптимизация параметров двухступенчатого цилиндрического редуктора
Таблица 1. Исходные данные к расчету цилиндрической передачи
Название |
Обозначение |
Величина |
Крутящий момент на входном валу I, Н-м |
300 | |
Частота вращения на входе, об/мин |
950 | |
Срок службы, лет |
4 | |
Коэффициент годовой загрузки |
0,65 | |
Коэффициент суточной загрузки |
0,25 | |
Общее передаточное отношение редуктора |
12,8 | |
Твердость зубчатых шестерен, HB |
- |
265...295 |
Твердость зубчатых колес, HB |
- |
220...250 |
Разбиваем общее передаточное отношение по отдельным передачам.
Передаточное отношение тихоходной передачи:
.
Передаточное отношение быстроходной передачи:
Частота вращения на 2-ом валу:
Частота вращения на 3-м валу:
Мощность на 1-м валу:
КВт
Мощность на 2-м валу:
КВт
Мощность на 3-м валу:
КВт
Крутящий момент на 2-ом валу:
Н-м.
Крутящий момент на 3-ем валу:
Н-м.
Выбор материала колес, термической обработки и твердости зубьев
Принимаем для изготовления шестерни и колеса сталь 40ХН ГОСТ 4543-71, термическая обработка шестерни - улучшение, твердость поверхностей зубьев 265...295 HB. Термическая обработка колеса - улучшение, твердость поверхностей и сердцевины зубьев 220...250 HB.
Средняя твердость на поверхности и сердцевине зубьев
HB;
HB.
Предел контактной выносливости зубьев
МПа;
МПа.
Коэффициент запаса прочности
.
Ресурс привода
Ч,
Где - число смен. Принимаем равным 2;
- продолжительность смены. Принимаем равным 8 часов.
Базовое число циклов перемены контактных напряжений
< 12-107;
< 12-107.
Эквивалентное число циклов напряжений в зубьях шестерни и колеса
;
,
Где - коэффициент приведения.
Коэффициент долговечности
Так как, то ;
Так как, то.
Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости
Принимаем равным.
Коэффициент, учитывающий влияние окружной силы
Принимаем м/с.
Допускаемые контактные напряжения
МПа;
МПа;
МПа.
Предел выносливости зубьев при изгибе
Согласно ГОСТ 2135-87, соответственно базовому числу циклов напряжений шестерни равно МПа, а для колеса МПа.
Базовое число циклов напряжений при изгибе
Эквивалентное число циклов напряжений при изгибе зубьев
;
,
Где - коэффициент эквивалентности для легкого режима нагрузки. Для колеса принимаем, а для шестерни.
Принимаем.
Коэффициент долговечности зубьев
;
.
Принимаем ; .
Допускаемые напряжения при изгибе зубьев
МПа;
МПа.
Принимаем коэффициенты
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных напряжений
,
Где - индекс схемы. Для симметричной схемы установки зубчатых колес относительно подшипниковых опор.
Расчет быстроходной ступени
Предварительное значение межосевого расстояния
Мм
Принимаем мм.
Предварительные основные размеры колеса
Делительный диаметр:
Мм.
Ширина колеса:
Мм.
Полученное значение округляем до целого числа
Ширину шестерни принимаем:
Мм.
Модуль передачи
Мм.
Принимаем мм.
Суммарное число зубьев и угол наклона
Суммарное число зубьев
,
Где - минимальный угол наклона зубьев колес. Предварительно принимаем равным.
Полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа и получаем шт.
Действительное значение угла наклона зубьев:
Град;
Число зубьев шестерни и колеса
Шт.;
Принимаем шт.
Шт.
Фактическое передаточное число
Отклонение от заданного передаточного числа
.
Расчет геометрии
Начальный диаметр шестерни:
Мм;
Колеса:
Мм.
Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни:
Мм;
Мм;
Колеса:
Мм;
Мм.
Угол профиля в торцевом сечении
,
Где, .
Коэффициенты торцевого перекрытия (при )
Основной угол наклона
;
.
Расчет на контактную выносливость активных поверхностей
Принимаем коэффициенты распределения нагрузки между зубьями
,
Где - степень точности изготовления зубчатой передачи.
Коэффициент динамической нагрузки:
;
МПа МПа.
Расчет тихоходной ступени
Предварительное значение межосевого расстояния
Мм
Принимаем мм.
Предварительные основные размеры колеса
Делительный диаметр:
Мм.
Ширина колеса:
Мм.
Полученное значение округляем до целого числа мм.
Ширину шестерни принимаем:
Мм.
Модуль передачи
Мм.
Принимаем мм.
Суммарное число зубьев и угол наклона
Суммарное число зубьев
,
Где - минимальный угол наклона зубьев колес. Предварительно принимаем равным.
Полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа и получаем шт.
Действительное значение угла наклона зубьев:
Град;
Число зубьев шестерни и колеса
Шт.;
Принимаем шт.
Шт.
Фактическое передаточное число
Отклонение от заданного передаточного числа
.
Расчет геометрии
Начальный диаметр шестерни:
Мм;
Колеса:
Мм.
Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни:
Мм;
Мм;
Колеса:
Мм;
Мм.
Угол профиля в торцевом сечении
,
Где, .
Коэффициенты торцевого перекрытия (при )
Основной угол наклона
;
.
Расчет на контактную выносливость активных поверхностей
Принимаем коэффициенты распределения нагрузки между зубьями
,
Где - степень точности изготовления зубчатой передачи.
Коэффициент динамической нагрузки:
;
МПа МПа.
Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод о том, что по критерию разности равнопрочностей 1-ой и 2-ой ступеней нам подходят 3 варианта под номерами 5, 16 и 13. Самым оптимальным из них является вариант под номером 5: m1=4; m2=4; z1=51; z2=19; u2=2,68. Данные показатели несущественно отличаются от исходных данных m1=4; m2=4; z1=55; z2=21; u2=2,72, однако такое их сочетание позволяет уменьшить диаметры колес тихоходной ступени и незначительно увеличить колеса быстроходной, чем выполняется условие соизмеримости колес для равной их погруженности в масляную ванну в картере редуктора.
При этом общий объем редуктора в данном случае уменьшается, т. к. колеса тихоходной ступени имеют больший удельный вес в материалоемкости редуктора.
В отдельных случаях, равнопрочности изгибных и контактных напряжений 1-ой и 2-ой ступеней для каждой из них не превышают 3.
Исходя из всего вышесказанного можно сказать, что полученные на ЭВМ Парето - оптимальные решения в полной мере удовлетворяют критериям оптимальности, функциональным ограничениям и требованиям ГОСТов, т. е. использование многокритериальной оптимизации позволило уменьшить объем редуктора, сохранив все основные его характеристики.
Похожие статьи
-
Задача многокритериальной оптимизации формально представляется как задача нелинейного программирования, включающая: процедуру анализа, выбор управляемых...
-
Инженеры часто сталкивались с задачами, когда на основе уже существующих необходимо создать новые чертежи и модели. Каждый раз их приходилось...
-
Для создания наиболее совершенных и экономичных механизмов и машин важно получить оптимальный вариант входящих в них редукторов (МЗП). Показатель, на...
-
В основе алгоритма лежит численное исследование пространства управляемых параметров редуктора. Процесс поиска оптимального решения выполняется за четыре...
-
Развитие новых технологий постоянно ужесточает требования, предъявляемые к инженеру-конструктору. На первое место в современном конструировании выходят...
-
Редукторы получили широкое распространение во всех отраслях народного хозяйства, поэтому важно их рациональное проектирование. Уменьшение веса...
-
Создадим структурную схему САУ при помощи пакета Simulink. На рисунке представлена разомкнутая система. Рис. 2 Далее, следуя методическим указаниям,...
-
Подпрограмма пользователя представляет собой проблемно-ориентированный модуль следующего вида: Program FUNC; Var T, Imax, bmax, hmax: integer; N1, n11,...
-
Емкость, бит -16К x 1 Время цикла записи считывания - 370нс Напряжение питания - 5В,12В,-12В Потребляемая мощность: в режиме хранения - 40 мВт В режиме...
-
По заданному значению выбираем длину линии и удельное сопротивление линии. = 50 км; Марка провода ЛЭП: АС - 240 1.2 Расчет параметров модели...
-
Заключение, Литература - Оптимизация параметров двухступенчатого цилиндрического редуктора
В ходе выполнения данного курсового проекта сделаны выводы о проделанной оптимизации заданного двухступенчатого цилиндрического редуктора. Было проведено...
-
Для решения трехмерной задачи упругости с помощью метода конечных элементов были заданы следующие основные параметры: [1]. Количество секций. [2]....
-
Рисунок 12.1 - График зависимости угловых скоростей звеньев от времени Рисунок 12.2 - График зависимости моментов в упругих звеньях от времени Из рисунка...
-
Разомкнутый программный годограф инструментальный Программная среда Labview. Labview - это программная среда, использующая язык графического...
-
Анализ результатов - Деревья решений
Используя полученные деревья, попробуем проанализировать то, как различные факторы влияют на параметры производства. Первыми будут деревья, полученные в...
-
Расчет параметров кода - Кодек каскадного кода Хэмминга
В данном курсовом проекте используется код Хэмминга в качестве внешнего и внутреннего. Код Хэмминга имеет параметры (n, k)=(2m-1;2m-1-m) и обычно...
-
Анализ затрат на оплату труда В выпускной квалификационной работе рассматривается процесс автоматизации деятельности компании за счет разработки...
-
Расчет бюджета мощности - Сеть абонентского доступа
Цель расчета - определить параметры, влияющие на бюджет мощности. Определить затухание максимально отдаленного дома в волокне G.652 ITU-T. К параметрам...
-
Изучение специфики предметной области по литературным данным и по результатам поиска в интернете Задачи автоматизации деятельности почтовых систем в...
-
Поскольку вывод передаточной функции трехфазного двигателя достаточно громоздкий, предположим, что в погружных насосах скважин используются двигатели...
-
В задаче деформирования после определения глобального вектора степеней свободы {U} находят элементные векторы узловых перемещений {U}E. Через них путем...
-
Считывание сложноструктурированных данных При разработке программного обеспечения был выбрано построковое считывание данных, ввиду использования...
-
Электрофизические расчеты в Excel. Программирование на VBA
Задание: Рассчитать нормированную, относительно частоты среза ?ср, частоту ? для простейшего пассивного фильтра нижних частот, коэффициент...
-
Расчет надежности В общем случае при конструировании надежность оценивается показателями безотказности и долговечности. Нормируемыми показателями...
-
Сравнительная технико-экономическая эффективность разработки определяется по формуле: , (10) Где - сравнительная технико-экономическая эффективность...
-
Расширенное техническое задание 1. Наименование изделия: устройство управления вентиляторами компьютера через порт LPT. 2. Назначения: устройство...
-
Передача параметров с переменной скоростью - Вокодеры с линейным предсказанием
Большая часть разговорной речи содержит паузы. Кроме того информация, необходимая для точного представления исходного речевого сигнала, существенно...
-
Файл исходных данных: Данные по заданию 3, схема 1, исходные данные 1. Выполнил ст. гр.101110 Подоляк А. А. 60 - начальная скорость массы 1 0 - начальное...
-
После обмена данными с АЦП происходит преобразование считанных данных в одно целое число, характеризующее уровень сигнала на входе АЦП. Т. к. АЦП имеет...
-
Анализ и выбор операционной системы При создании мобильного приложения, первый возникающий вопрос - для какой платформы его разрабатывать. На рынке...
-
Перечень предложений по совершенствованию процедур документооборота в подразделениях производственного предприятия с учетом перспектив внедрения системы,...
-
В данной главе представлено описание возможных вариантов совершенствования архитектуры предприятия в части гибкого подключения сторонних систем и их...
-
Данный курсовой проект разработан для создания АРМ "Отдел кадров" для фирмы "Мобильные телефоны". Создание базы данных обусловлено необходимостью вести...
-
Постановка задачи: Фирма приобрела технологическую линию за начальную стоимость Sn. Срок службы технологической линии составляет K лет. Остаточная...
-
Результат работы - Модернизация структуры базы данных на основе анализа требований предприятия
После установки обновленной базы данных на сервер CMS WordPress была запущена на хостинге и подключена. Ниже следуют примеры изменений. Обновленная...
-
Ожидается, что предлагаемая библиотека даст большой прирост в производительности операций чтения, заполнив собственную нишу среди решений проблем...
-
Расчет себестоимости программного продукта Себестоимость программного продукта это все виды затрат понесенные при разработке продукта. Себестоимость...
-
Заработная плата - это вознаграждение в денежной или иной форме, которое работодатель обязан выплачивать работникам за их труд, в соответствии с...
-
Рассмотрим замкнутую сеть массового обслуживания с разнотипными заявками, которая является вероятностной моделью обслуживания заявок в УП "Проектный...
-
Под критическим значением параметра регулятора (K или Т) понимается такое значение (Ккр или Ткр), при котором система оказывается на границе...
Анализ результатов расчетов - Оптимизация параметров двухступенчатого цилиндрического редуктора