2. Подготовка исходных данных

РАСЧЕТА ПЕРЕДАЧ НА ЭВМ

Необходимые исходные данные для расчета цилиндрических, конических и коническо-цилиндрических редукторов обобщаются в табличном виде по формам, приведенным в табл. 2.1 и табл. 2.2.

При заполнении таблиц значения параметров принимаются на основе следующих рекомендаций:

1. Число вариантов расчета по передаточному числу определяется по распечатке энергокинематического расчета и равно количеству марок электродвигателей и соответственно числу вариантов разбивки передаточных чисел, которые применимы в данном приводе. Это число лежит в диапазоне 1…4.

2. Число вариантов расчета по твердости рабочих поверхностей зубьев устанавливается при выборе материала зубчатых колес в соответствии с рекомендациями п.1 и табл. 1.1. Это число может иметь значения 1,2,3.

Таблица 2.1

ОБЩИЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА РЕДУКТОРОВ

Фамилия	Груп-па	Задание- вариант	Число вариантов по:		Тип редук-тора	Ресурс работы редук-тора, ч	Коэффи-циент
			Передаточ-ному числу	твердости зубьев					

Таблица 2.2

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ДЛЯ РАСЧЕТА ПЕРЕДАЧ РЕДУКТОРА

№ п/п	Наименование и размерность параметров	Значение параметров
1	Порядковый номер ступени передачи	1						2							3
2	Тип передачи
3	Мощность на валу колеса, кВт							Не заполняется
4	Коэффициент ширины по межосевому расстоянию
5	Частота вращения вала шестерни (червяка), мин-1							Не заполняется
6	Передаточное число
7	Номер материала червячного колеса														Не заполняется
8	Отношение Тмакс/Тном							Не заполняется
9	Твердость зубьев шестерни, HRC
10	Предел текучести материала шестерни, МПа
11	Твердость зубьев колеса, HRC
12	Предел текучести материала колеса, МПа

3. Условные обозначения типов редукторов (см. рис.1):

открытая цилиндрическая или коническая передача – 0;

одноступенчатый цилиндрический редуктор – 1;

одноступенчатый конический редуктор – 2;

соосный редуктор – 4;

двухступенчатый цилиндрический редуктор по развернутой и раздвоенной схемам – 5;

двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор – 6;

трехступенчатый цилиндрический редуктор – 10;

трехступенчатый коническо-цилиндрический редуктор – 11.

4. Ресурс работы передачи принимается на основании технического задания или рассчитывается по формуле:

t = 365  24  к_год.  к_сут.  L, (1)

где к_год - коэффициент годового использования привода;

к_сут - коэффициент суточного использования привода;

L – срок службы привода, лет.

Значения к_год, к_сут и L определяются техническим заданием.

5. Коэффициент  при переменном режиме работы представляет собой отношение моментов Т_i / Т_max, с которыми работает передача (см. формулу 3.5 [1]). Значения  определяются по заданному графику нагрузки. В табл. 2.1 вносятся четыре значения коэффициента, причем, вместо недостающих вписываются нули. При постоянном режиме работы  имеет одно вещественное значение, равное 1, а остальные три значения равны нулю.

6. Коэффициент  при переменном режиме работы представляет собой отношение времен t _i / t (см. формулу 3.5 [1]), где t _i - это время действия момента Т_i, а t – полное время работы передачи. Значения  определяются по графику нагрузки. В табл. 2.1 вносятся четыре значения коэффициента, причем, вместо недостающих вписываются нули. При постоянном режиме работы  имеет одно вещественное значение, равное 1, а остальные три значения равны нулю.

7. Условные обозначения типов передач (см. рис.2):

коническая прямозубая – 1;

коническая с круговым зубом – 2;

цилиндрическая прямозубая – 3;

Рис.1 Кинематические схемы редукторов:

1 – одноступенчатый цилиндрический; 2 – одноступенчатый конический; 4 – соосный; 5 – двухступенчатый цилиндрический по развернутой (а) или раздвоенной (б, в) схемам; 6 – двухступенчатый коническо-цилиндрический; 10 – трехступенчатый цилиндрический; 11 – трехступенчатый коническо-цилиндрический

Рис.2 Условные обозначения типов передач:

1 – коническая прямозубая; 2 – коническая с круговым зубом; 3 – цилиндрическая прямозубая; 4 – цилиндрическая косозубая; 5 – цилиндрическая шевронная; 6 – цилиндрическая с раздвоенным шевроном

Рис.3 Кинематическая схема механического привода

цилиндрическая косозубая – 4;

цилиндрическая шевронная – 5;

цилиндрическая с раздвоенным шевроном – 6;

коническая открытая – 7;

цилиндрическая открытая – 8.

8. Мощность на валу колеса первой ступени определяется исходя из мощности электродвигателя и КПД элементов привода. В общем случае справедливо выражение, связывающее мощности на последующем N_i+1 и предыдущем валу N_i

N_i+1 = N_i  _{i, i+1}, (2)

где _{i, i+1} – КПД, учитывающий потери мощности на участке между валами. Значения КПД элементов привода даны в табл. 2.3.

Пример: Для кинематической схемы на рис. 3 выражения для определения мощностей запишутся следующим образом:

Мощность на валу колеса конической ступени

N_к = N_эл.  _рем.  _кон.   ²_п/ш. ,

где N_эл. - мощность электродвигателя, кВт; _рем. - КПД ременной передачи; _кон.- КПД конической передачи; _п/ш. - КПД пары подшипников качения.

По рекомендациям табл. 2.3 принимаем _рем.= 0,96, _кон. = 0,95, _п/ш. = 0,99, а из распечатки видно, что N_эл.= 5,5 кВт, тогда окончательно:

N_к = 5,5  0,96  0,95  0,99² = 4,967 кВт

Мощность на валу колеса цилиндрической передачи

N_ц = N_к  _цил.   _п/ш. ,

где _цил. – КПД цилиндрической ступени, принимаемое равным 0,97.

В итоге получаем результат:

N_ц = 4,967  0,97  0,99 = 4,769 кВт.

9. Коэффициент ширины по межосевому расстоянию _ва выбирается по табл. 2.4 только для цилиндрических передач.

Таблица 2.3

Значения КПД элементов привода

Тип передачи	Закрытая	Открытая
Зубчатая цилиндрическая Зубчатая коническая Червячная при известном передаточном числе: - свыше 30 (z1 = 1) - от 14 до 30 (z1 = 2) - от 8 до 14 (z1 = 4) Червячная для предварительных расчетов Ременная передача любого типа Цепная передача любого типа Пара подшипников качения Пара подшипников скольжения Муфта соединительная любого типа	0,96…0,98 0,95…0,97 0,65…0,8 0,75…0,85 0,8…0,9 0 0,99…0,995 0,98…0,99 0,98…0,99 ,8	0,92…0,95 0,91…0,94 0,94…0,96 0,95…0,97

Таблица 2.4

Рекомендуемые значения _ва

Положение зубчатых колес относительно опор
Симметричное	Несимметричное	Консольное
0,315…0,5	0,25…0,4	0,2…0,25

Примечания:

меньшие значения _ва – для передач с повышенной твердостью поверхностей зубьев НРС 45;

для шевронных передач _ва = 0,4…0,63;

значения _ва каждой последующей степени передачи следует

увеличить на 20…30%;

для передвижных зубчатых колес коробок скоростей

_ва 0,1…0,2;

значения _ва следует принимать стандартными по СТ СЭВ 229-75 (ГОСТ 2185-56) из ряда 0,100; 0,125; 0,160; 0,200; 0,250; 0,315; 0,400; 0,500; 0,630; 0,800; 1,0; 1,25.

10. Частота вращения вала шестерни первой ступени определяется исходя из частоты вращения вала электродвигателя и возможных передаточных чисел ступени. В общем случае частоты вращения последующего n _i+1 и предыдущего n_i валов связаны соотношением:

n _i+1 =

n_i

u_i , (3)

где u_i – передаточное число ступени привода, связывающей соседние валы.

Следует помнить, что выражение (3) не распространяется на валы, соединяемые муфтой, для которых частоты вращения совпадают. При одной и той же мощности в принципе могут использоваться электродвигатели с четырьмя различными частотами вращения, поэтому для первой ступени возможно до четырех значений частоты вращения вала шестерни.

11. Передаточные числа ступеней по всем вариантам электродвигателей приводятся в распечатке энергокинематического расчета.

12. Отношение максимального момента к номинальному Тмакс/Тном. определяется по распечатке результатов энергокинематического расчета.

13. Твердость зубьев шестерни и колеса, а также значения пределов текучести их материалов устанавливаются по рекомендациям раздела 1 настоящих указаний.