ПРОЕКТ РЕДУКТОР ПГХ ЗУК 10 кл

1.

ИНСТИТУТ ПЕРСПЕКТИВНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ «РОСТСЕЛЬМАШ»
Редуктор ПГХ ЗУК 10-го класса
КОТОВ ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ
Руководитель образовательной программы
15.04.03 «Прикладная механика»
ТОКАРЕВ ПАВЕЛ ВИКТОРОВИЧ
Руководитель проекта
КОКОРИН Д.В.
Наставник проекта
от ООО «КЗ «Ростсельмаш»
г. Ростов-на-Дону,
13.11.2024 г.

2.

СОСТАВ КОМАНДЫ
Згерский Илья Евгеньевич
Инженер - технолог
Оптимизация производственных
процессов, написание
технологического процесса, контроль
качества продукции
Канивец Павел Александрович
Расчетчик
-Определение нагрузок и скоростных
характеристик
-Анализ прочности и ресурса
Токарев Павел Викторович
Руководитель проекта
Антипкина Анна Александровна
Конструктор
-Кинематический расчет
-Определение размеров колес
редуктора
-3D Моделирование

3.

ПРОБЛЕМА
Приводятся сведения о проблеме, требующей выполнения НИОКТР:
Одним из основных технических барьеров при проектировании редуктора ПГХ
ЗУК является достижение передачи ведущему колесу необходимого уровня
крутящего момента Н*м .
Преодолением данного технического барьера будет обеспечение движения
зерноуборочного комбайна в рабочем режиме с полным бункером по полю.
Редуктор должен иметь достаточный запас прочности и ресурс.

4.

ОПИСАНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТКИ.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ/ ТРЕБОВАНИЯ ЗАКАЗЧИКА
Требования к ПГХ и редуктору:
- фланцевое соединение с балкой моста, а так же расположение входного вала унифицированы с
редуктором колесного хода;
- максимальная нагрузка на один движитель 18 т (ЗУК с полным бункером и адаптером перемещается по
полю);
- максимальная нагрузка на один движитель 8 т (ЗУК с пустым бункером без адаптера);
- редуктор размещен между фланцем моста и ведущим колесом ПГХ, частично внутри ведущего колеса;
- для обеспечения направления движения редуктор может быть одноступенчатым или трехступенчатым;
- передаточное отношение 7,8;
- максимальные входные обороты 1820 об/мин;
- диаметр ведущего колеса 957 мм;
Исходные данные:
Мощность двигателя комбайна – 770 л.с.
КПД ГСТ общий – 0,873
КПД КПП – 0,96
Максимальная мощность, отбираемая насосом ГСТ от двигателя – 332,5 кВт

5.

Общий вид ПГХ с
гидропневматической
подвеской для модельного
ряда ЗУК 10 класс.
Зерноуборочный комбайн оснащенный ПГХ, общий вид.
Требования руководства по эксплуатации к ЗУК:
- рабочая скорость движения не более 15 км/ч;
- транспортная скорость движения не более 40 км/ч;
- при поворотах и разворотах необходимо снижать скорость и работать на
первой передаче со скоростью до 4 км/ч;
- скорость движения при переезде с навешенным адаптером не более 12 км/ч;
- на уклоне от 4° до 8° необходимо работать на первой передаче и двигаться
со скоростью не более 6 км/ч;
- максимально допустимый уклон при работе и транспортировании комбайна с
адаптером на подъеме и спуске 8°;
- максимально допустимый уклон движения комбайна без адаптера на
подъеме и спуске 12°.

6.

Функциональные требования к редуктору ПГХ
Конструкция редуктора должна:
• Обеспечить передачу крутящего момента от полуоси коробки передач на ведущее
колесо ПГХ
• Нести нагрузку от ведущего колеса ПГХ
• Нести нагрузку от подвески ПГХ
• Обеспечить вращение в прямом и обратном направлении
• Иметь конструктивное исполнение для левого и правого ПГХ
• Обеспечить техническое обслуживание и пригодность к ремонту
• Обеспечить в местах уплотнения и сливных отверстиях отсутствие подтекания масла
Условия эксплуатации (загрязнение)

7.

АНАЛОГИ
Информация об уже проведенных исследованиях и разработках по тематике проекта
№
Автор(ы) разработки
Наименование источника
Выбранный способ
решения
1.
Танин-Шахов В. С.
Корнев В. Ю.
Сарапулов А. С.
Ревин В. И.
ЗАО « Челябинские строительнодорожные машины»
poleznayamodel.ru
Планетарный редуктор
2.
CLAAS KGaA GmbH
claas.com
Цилиндрический
одноступенчатый
редуктор

8.

АНАЛОГИ
Данный редуктор является патентом.
Предназначен для привода гусеничного
транспортного средства. Состоит из
цилиндрической передачи 4-5 и планетарной
передачи
Ходовой редуктор комбайна Claas Lexion
600. Представляет собой одноступенчатый
цилиндрический редуктор

9.

ВАРИАНТЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
Цилиндрический
трехступенчатый
редуктор
Цилиндрический
одноступенчатый
редуктор
Планетарный редуктор

10.

Модель проектируемого редуктора
Выбрали такую конструкцию потому что на предшествующих
моделях используется схожая схема.
Передаточное отношение 7,8 (цилиндрическая ступень – 2,47;
планетарная ступень - 3,15); Есть промежуточные два колеса с
передаточным отношением 1:1
Габаритные размеры: длина = 640мм; ширина = 408 мм;
высота = 375мм.

11.

Цилиндрические ступени
Z1=19, Z2=47
b1= 56.5990; b2= 54.9110
Модуль = 3.5
n1 = 1820 об/мин; n2 = 752.0577 об/мин
Т1 = 918,2902 Нм; Т2 = 2366.2628 Нм
КПД = 99%

12.

Планетарная ступень
Z1=38, Z2=21, Z3=82
b1= 50.0400; b2= 48.0400; b3= 50.0400
Модуль = 4
n1 = 752.0577 об/мин; n2 = 238.66
об/мин
Т1 = 2366.2628 Нм; Т2 = 7457.73 Нм
КПД = 99%

13.

Параметры режимов нагружения ходовой части комбайна
Комплектация
комбайна
Основная
работа
Ближний
транспорт
Комплектация
комбайна
ЗУК с полным
бункером и
адаптером
перемещается по
полю.
ЗУК с пустым
бункером и
адаптером
перемещается по
грунтовой дороге
Вес
Нагрузка на
один
движитель
Коэффициент
сопротивления
Дальний
транспорт
Угол подъёма
дороги
Приведен-ный
Крутящий
Тяговое усилие
коэффи-циент
момент на
Обороты
на одном
сопроведущем колесе выходного вала Мощность
движителе
на входе
тивления
гусеницы
Угол подъёма
дороги
Обороты
входного вала
редуктора
G
Gм
кг
кг
f
45000
18000
45000
18000
30000
0,08
0,07
30000
ЗУК с пустым
бункером без
адаптера
перемещается по
дорогам на
колёсах
Скорость
движения
25000
8000
25000
8000
0,018
Vк
α
α
км/ч
град.
рад.
fо
Рк
М гм
n
N
n
Н
Н·м
об/мин
кВт
об/мин
15
0
0
0,08
34908
16703,478
83,19522925 187,536462
648,9227882
6
8
0,13962634
0,218394546
65455,13627
31320,2827
33,2780917 140,658011
259,5691153
12
0
0
0,07
27550,5
13182,91425
66,5561834 118,407776
519,1382305
6
8
0,13962634
0,208491866
47929,57805
22934,3031
33,2780917 102,996946
259,5691153
40
0
0
0,07
8583,75
4107,324375
221,8539447 122,972087
1730,460768
40
12
0,20943951
0,276382023
33891,34555
16217,00885
221,8539447 485,532487
1730,460768
Исходные данные
количество
взаим. с
грунтом
грунтозацепов
на одной
ширина
грунтозацепов, гусеничной
ширина
шаг
максимальные
диаметр
грунтозацепов
гусеницы B,
входные обороты, ведущего
опора
об/мин
колеса, м
гусеницы, м T, м
м
м
1820
0,957
2
0,153
0,75
удельное
сцепление
Передаточное
число
КПД гусеничной
редуктора
тележки
КПД Редуктора
ленте n
грунта c
0,56
13,07189542
23000
7,8
0,8
0,97

14.

Прочностной расчет
цилиндрической ступени в
программном комплексе ANSYS
Предел прочности стали 20NiCrMoS 590 Мпа
Допускаемые напряжения при
коэффициенте запаса 1,5 [σ]=393 МПа

15.

Прочностной расчет
планетарной ступени в
программном комплексе ANSYS
Предел прочности стали 20NiCrMoS 590 Мпа
Допускаемые напряжения при
коэффициенте запаса 1,5 [σ]=393 МПа

16.

Методы литья корпуса редуктора
Литьё в одноразовые песчаные формы —
наиболее распространённый способ, позволяет
получать отливки различной величины и
сложности конфигурации.
Литьё по выплавляемым моделям — восковая
модель корпуса создаётся с максимальным
соблюдением размеров, затем покрывается
огнеупорной массой, выплавляется, и в
образовавшуюся форму заливается металл. Этот
способ оправдан для производства высокоточных
и сложных корпусов редукторов в ограниченных
партиях.
Литьё под давлением — металл заливают в
стальные пресс-формы под давлением 3–5 МПа.

17.

Термическая обработка корпуса
• После отливки корпус подвергают отжигу для снятия внутренних
напряжений. Это уменьшает деформацию корпуса в процессе
последующей механической обработки и эксплуатации редуктора. Отжиг
также понижает частоту собственных колебаний корпуса благодаря
изменению кристаллической структуры материала.
17

18.

Механическая обработка корпуса
Расточка — обработка посадочных мест под валы и
подшипники. Используют вертикальный
обрабатывающий центр, горизонтальные расточные
станки.
Фрезеровка — обработка плоскостей, привалочных
фланцев, оконных проёмов. Применяют фрезерные
центры, обрабатывающие центры с ЧПУ.
Сверление — создание отверстий под крепёж и
маслоотводы. Используют сверлильные,
многошпиндельные станки.
Нарезка резьбы — обработка крепёжных зон,
сервисных отверстий. Используют резьбонарезные
станки, метчики.
Шлифование — финишная обработка критичных
посадок. Применяют круглошлифовальные,
плоскошлифовальные станки.
18

19.

Технологический процесс обработки шестерен
Технологический процесс обработки шестерен ходового редуктора обычно
включает несколько этапов, направленных на получение высокой
точности и качества зубьев для обеспечения долговечности и
бесшумной работы редуктора. Вот основные этапы:
1. Заготовка и черновая обработка.
2. Нарезка зубьев.
3. Термообработка.
4. Финишная обработка зубьев.
5. Контроль качества.
6. Сборка и смазка.

20.

Заготовка и черновая обработка
- Резка заготовок из
подходящего материала
(обычно легированная сталь).
- Термообработка для
повышения прочности (закалка,
отпуск).
- Токарная обработка на
наружный и внутренний
диаметры, подготовка к нарезке
зубьев.
20

21.

Нарезка зубьев
Зубофрезерование — метод
механической обработки
металла, при котором с
помощью специального
режущего инструмента (фрезы)
на заготовке формируются
зубья.
21

22.

Термообработка
- Закалка зубьев или
поверхностная цементация для
повышения износостойкости.
- Отпуск для снятия внутренних
напряжений.
22

23.

Финишная обработка
- Шлифование зубьев для
достижения высокой точности
профиля.
- Хонингование поверхности
зубьев для снижения
шероховатости и улучшения
сцепления.
23

24.

Контроль качества
- Проверка точности размеров,
профиля зубьев и базовых
диаметров.
- Испытания на твердость и
отсутствие дефектов.
24

25.

Выбор смазки колес ходового редуктора
Для смазки ходового редуктора комбайна обычно рекомендуются
специальные индустриальные трансмиссионные масла или
редукторные смазки, которые обладают высокой вязкостью и
устойчивостью к нагрузкам. Часто используют масла класса EP
(Extreme Pressure) с добавками для защиты от износа и коррозии.
Например:
1. Трансмиссионное масло с классом вязкости SAE 80W-90 или
85W-140.
2. Смазка на основе литиевых или кальциевых загустителей с
дополнениями EP.
25

26.

Варианты смазок для редуктора комбайна
1. Shell Spirax S4 AX 80W-90 –
трансмиссионное масло с EP-добавками,
отлично защищает при высоких нагрузках.
2. Mobilube GX 80W-90 – популярное
трансмиссионное масло с хорошими
противоизносными свойствами.
3. Лукойл ТМ-5-18 GL-5 85W-90 – российское
масло, подходящее для сельхозтехники.
4. Castrol Hypoy Gear LD 80W-90 – масло с
отличной защитой зубьев шестерен и
снижением шума работы редуктора.
26

27.

Оценка участников
команды руководителем
проекта
Участник
Посещаемость
Оценка участника командой
Оценка участника
руководителем
Канивец Павел
Александрович
100
100
91
Згерский Илья
Евгеньевич
70
81
81
Антипкина Анна
Александровна
100
100
91