3 Выбор и обоснование оптимального варианта конструкции

Выполним расчет для 4 вариантов компоновки редуктора из распечатки для нахождения наиболее оптимального из них.

Формулы для расчета:

A = d_a2 max –высота редуктора;

B = b_w Б + b_w Т + 3a – ширина редуктора;

L = 0,5(d_a1 Б + d_a2 Т) + a_w Б + a_w Т – длина редуктора;

- зазор между корпусом и вращающимися деталями ;

V = ABL- объем редуктора;

- масса редуктора.

b_w Т – ширина венца тихоходной ступени;

b_w Б – ширина венца быстроходной ступени;

d_a1 Б – диаметр шестерни быстроходной ступени;

d_a2 Б – диаметр колеса быстроходной ступени;

d_a2 Т – диаметр колеса тихоходной ступени;

a_w Б – межосевое расстояние быстроходной ступени;

a_w Т – межосевое расстояние тихоходной степени;

d_a2 max - наибольший диаметр зубчатых колес;

Определим массу для всех 5 вариантов:

Определим длину L для всех 5 вариантов:

L₁ = 0,5(d_a1 Б + d_a2 Т) + a_w Б + a_w Т =0,5·(39,23+320)+105+190=474,615 (мм);

L₂ = 0,5(d_a1 Б + d_a2 Т) + a_w Б + a_w Т =0,5·(39,10+297)+115+180=463,05 (мм);

L₃ = 0,5(d_a1 Б + d_a2 Т) + a_w Б + a_w Т =0,5·(40,23+276,81)+125+170=453,52 (мм);

L₄ = 0,5(d_a1 Б + d_a2 Т) + a_w Б + a_w Т =0,5·(37,34+267,79)+135+170=454,565 (мм);

L₅ = 0,5(d_a1 Б + d_a2 Т) + a_w Б + a_w Т =0,5·(40,00+247,55)+150+160=455,775 (мм);

Определим зазор а между корпусом вращающимися деталями передач (для всех 5 вариантов принимается одно округленное значение):

Определим ширину редуктора для всех 5 вариантов:

B₁ = b_w Б + b_w Т + 3a= 41,6+49+3·10=120,6 (мм);

B₂ = b_w Б + b_w Т + 3a= 41+50,8+3·10=121,8 (мм);

B₃= b_w Б + b_w Т + 3a= 39+56,8+3·10=125,8 (мм);

B₄ = b_w Б + b_w Т + 3a= 44,8+50+3·10=124,8 (мм);

B₅ = b_w Б + b_w Т + 3a= 38,1+56,0+3·10=124,1 (мм);

Определим объем редуктора для всех 4 вариантов:

V₁ = ABL= 320120,6474,615 =18,32 (л);

V₂ = ABL= 297121,8463,05=16,76 (л);

V₃ = ABL= 276,81125,8453,52 =15,8 (л);

V ₄= ABL= 267,79124,8454,565=15,19 (л);

V ₅= ABL= 260124,1455,775=14,7 (л);

Построим диаграмму изменения массы и объема в зависимости от варианта компоновки:

Рисунок - 3 График объемов и масс редуктора для 5 вариантов

Выберем из графика наиболее оптимальный вариант №5

4 Кинематический расчет редуктора

Определим частоту вращения валов и зубчатых колес:

Частота вращения быстроходного вала:

n₁ = n_двиг = n_1Б = 716 (об/мин);

Частота вращения промежуточного вала:

n₂ = n_2Б = n_1Т = = 110 (об/мин),

где u_б = 6,50 - передаточное число быстроходной ступени;

Частота вращения тихоходного вала:

n₃ = n_2Т = n_Б = =32,9 (об/мин),

где u_Т = 3,42 - передаточное число тихоходной ступени;

Окружная скорость в зацеплении быстроходной передачи:

V =   d_w1Б  n₁ / (610 ⁴) =   40  716/ (610 ⁴)=1,5 (м/с);

Окружная скорость в зацеплении тихоходной передачи:

V =   d_w1Т  n_1Т / (610 ⁴) =   72,45110/ (610 ⁴)=0,417 (м/с).