Передаточное число привода

Иногда в большом потоке информации (особенно новой) очень трудно найти какие-то важные мелочи, выделить «зерна истины». В этой небольшой статье я расскажу о передаточных числах передач и привода в целом. Эта тема очень близка темам, освещенным в...

...статьях «Расчет привода тележки» и «Расчет зубчатой передачи».

Привод – это двигатель и все, что находится и работает между валом двигателя и валом рабочего органа (муфты, редукторы, различные передачи). Что такое «вал двигателя» понятно, думаю, почти всем. Что такое «вал рабочего органа» понятно, вероятно, не многим. Вал рабочего органа – это вал, на котором закреплен тот элемент машины, который и приводится во вращательное движение всем приводом с необходимым заданным моментом и частотой вращения. Это может быть: колесо тележки (автомобиля), барабан ленточного конвейера, звездочка цепного конвейера, барабан лебедки, вал насоса, вал компрессора, и так далее.

Общее передаточное число привода U – это отношение частоты вращения вала двигателя nдв к частоте вращения вала рабочего органа машины nро.

U= nдв/ nро

Общее передаточное число привода U часто на практике из расчетов получается достаточно большим числом (более десяти, а то и более пятидесяти), и выполнить его одной передачей не всегда представляется возможным ввиду различных ограничений, в том числе силовых, прочностных и габаритных. Поэтому привод делают состоящим из последовательно соединенных нескольких передач со своими оптимальными передаточными числами Ui. При этом общее передаточное число U находится как произведение всех передаточных чисел передач Ui, входящих в привод.

U=U1*U2*U3*…Ui*…Un

Передаточное число передачи Ui– это отношение частоты вращения входного вала передачи nвхi к частоте вращения выходного вала этой передачи nвыхi.

Ui= nвхi/ nвыхi

Рекомендации по назначению передаточных чисел элементам привода представлены в таблице, записанной в программе Excel:

 

При выборе желательно отдавать предпочтение значениям близким к началу диапазона, то есть минимальным значениям.

Предложенная таблица – это всего лишь рекомендации и не догма! Например, если вы назначите цепной передаче  U=1,5, то это не будет ошибкой! Конечно, всему должно быть обоснование. И, возможно, для удешевления всего привода лучше это U=1,5 «спрятать» внутри передаточных чисел других передач, увеличив их соответственно.

Далее остановимся несколько подробнее на разбивке передаточного числа двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора по ступеням.

Вопросам оптимизации при проектировании зубчатых редукторов уделено очень много внимания различными учеными. Дунаев П.Ф., Снесарев Г.А., Кудрявцев В.Н., Ниберг Н.Я., Ниманн Г., Вольф В. и другие известные авторы пытались добиться одновременно равнопрочности зубчатых колес, компактности редуктора в целом, хороших условий смазки, уменьшения потерь на разбрызгивание масла, одинаковой и высокой долговечности всех подшипников, хорошей жесткости валов. Каждый из авторов, предложив свой алгоритм разбивки передаточного числа по ступеням редуктора, так и не решил  полностью и однозначно эту противоречивую проблему. Очень подробно интересно и детально об этом написано в статье по адресу: http://www.prikladmeh.ru/lect19.htm.

Добавлю к решению данного вопроса еще немного неоднозначности… Смотрим еще одну таблицу в Excel.

 

Задаем в объединенную ячейку C4-7 значение общего передаточного числа редуктора U и считываем результаты расчетов в ячейках D4…D7 — Uб и в ячейках E4…E7 – Uт, выполненные для четырех вариантов различных условий.

Приведенные в таблице значения рассчитаны по формулам:

1. В ячейке D4: =H4*$C$4^2+I4*$C$4+J4=4,02     Uб=a*U^2+b*U+c

в ячейке E4: =$C$4/D4=3.91     Uт=U/Uб

в ячейке H4:     a=-0,0016111374

в ячейке I4:     b=0,24831562

в ячейке J4:     c=0,51606736

2. В ячейке D5: =H5*$C$4^2+I5*$C$4+J5=5.31     Uб=a*U^2+b*U+c

в ячейке E5: =$C$4/D5=2.96     Uт=U/Uб

в ячейке H5:     a=-0,0018801488

в ячейке I5:     b=0,26847174

в ячейке J5:     c=1,5527345

3. В ячейке D6: =H6*$C$4^2+I6*$C$4+J6=5.89     Uб=a*U^2+b*U+c

в ячейке E6: =$C$4/D6=2.67     Uт=U/Uб

в ячейке H6:     a=-0,0018801488

в ячейке I6:     b=0,26847174

в ячейке J6:     c=1,5527345

4. В ячейке D7: =C4/E7=4.50     Uб= U/Uт

в ячейке E7: =0,88*C4^0,5=3.49     Uт=0,88*U^0,5

В заключение осмелюсь порекомендовать: не проектируйте одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом U>6…7, двухступенчатый – с U>35…40, трехступенчатый – с U>140…150.

На этом краткий экскурс в темы  «Как оптимально «разбить» передаточное число привода по ступеням?» и «Как выбрать передаточное число передачи?» завершен.

Ссылка на скачивание файла: peredatochnoye-chislo  (xls 32,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную