3. Анализ результатов расчета

Итогом расчетов на ЭВМ является распечатка, в которой может быть приведено до 12 вариантов параметров каждой открытой передачи или редуктора. Дальнейшая работа заключается в их оценке по ряду критериев и выборе наиболее рационального варианта. Критериями оценки в порядке их приоритетности служат условия:

- наличия минимально необходимых зазоров между валами и зубчатыми элементами;

- минимума объема, занимаемого передачами редуктора;

- обеспечения качественной смазки деталей передач.

В ряде случаев большое значение могут играть экономические факторы, т.е. затраты на изготовление и термообработку передач. Задачу выбора рационального варианта редуктора следует решать не изолированно для каждой передачи, а необходимо анализировать в целом параметры компоновочной схемы редуктора, которая строится по материалам распечаток.

При построении принципиальной компоновочной схемы очерчиваются только габариты зубчатых колес без детальной проработки конструкций. Построение удобно выполнять на миллиметровой бумаге в некотором масштабе, чтобы наглядно были видны пропорции конструкции редуктора. Примеры компоновочных схем различных редукторов приведены на рис. 4.

Параметры построенной компоновочной схемы оцениваются в соответствии со следующим алгоритмом.

1. Для всех вариантов расчета цилиндрических и коническо-цилиндрических (кроме соосных) двухступенчатых редукторов определяется зазор между тихоходным валом и колесом быстроходной ступени k по формуле

d_a2(Б)

2

d_В(Т)

2

k = a_W(T) – ( + ), мм,

где a_W(T) - межосевое расстояние тихоходной ступени редуктора, мм (см. распечатку); d_a2(Б) - диаметр окружности выступов колеса быстроходной ступени, мм; d_В(Т) - диаметр тихоходного вала, ориентировочное значение которого определяется как

d_В(Т) = d_{В min} + (6…10), мм.

Рис. 4 Компоновочные схемы редукторов:

1,2 – цилиндрических; 3,4 – коническо-цилиндрических

В свою очередь

3

1

d_{В min >}

, мм

6  Т_2(Т)  10³

 [_к]

где Т_2(Т) – момент на тихоходном валу (см. распечатку), Н  м; 

[_к] – допускаемые напряжения при кручении, равные 15…25 МПа.

2. Для всех вариантов расчета цилиндрических и коническо-цилиндрических трехступенчатых редукторов определяется зазор k₁ между тихоходным валом и колесом промежуточной ступени, а также зазор k₂ между колесом быстроходной ступени и шестерней тихоходной ступени. Выражения для их определения имеют вид

d_a2(ПР)

2

d_В(Т)

2

k1 = a_W(T) – ( + ), мм,

где d_a2(ПР) - диаметр окружности выступов колеса промежуточной ступени, мм (см. распечатку),

d_a2(Б)

2

d_а1(Т)

2

k2 = a_W(ПР) – ( + ), мм,

где a_W(ПР) – межосевое расстояние промежуточной ступени, мм (см. распечатку); d_а1(Т) - диаметр окружности выступов шестерни тихоходной ступени, мм (см. распечатку).

Считается, что для рациональной конструкции редуктора описанные выше зазоры должны быть не менее 3 мм, поэтому из дальнейшего рассмотрения исключаются варианты, где k, k1, k2 < 3 мм.

3. Для всех вариантов, оставшихся после проверки зазоров, определяется расчетный объем, занимаемый передачами

V_р.п. = L₁  L₂  L₃, мм³,

где L_1, L_2, и L₃ - габариты по длине, ширине и высоте, которые находятся по материалам распечаток с использованием аналитических выражений, аналогичных формулам для зазоров.

Например, для двухступенчатого цилиндрического редуктора

d_а1(Б)

2

d_а2(Т)

2

L ₁ = + a_W(Б) + a_W(T) + , мм,

где d_а1(Б) – диаметр окружности выступов шестерни быстроходной ступени, мм; a_W(Б) и a_W(T) - межосевые расстояния быстроходной и тихоходной ступеней, мм; d_а2(Т) - диаметр окружности выступов колеса тихоходной ступени, мм.

Габарит по ширине

L₂ = b_1(Б) + b_2(T) , мм,

где b_1(Б) и b_2(T) - ширина зубчатого венца шестерен быстроходной и тихоходной ступеней (см. распечатку).

Габарит по высоте L₃ равен большему из диаметров окружностей выступов ступеней d_а2(Б) и d_а2(Т).

Очевидно, что рациональному варианту соответствует минимальный расчетный объем V_р.п.. Вместе с тем в ряде случаев, например, при установке электродвигателя на корпус редуктора, предпочтение может быть отдано другому варианту, размеры которого позволяют разместить электродвигатель необходимых габаритов.

4. Близкие по объему варианты для принятия окончательного решения необходимо проверить по условию обеспечения нормальных условий смазки. При этом меньшее по диаметру колесо должно быть погружено в масляную ванну на высоту зуба, что приведет к погружению в масло колеса максимального диаметра на глубину (см. рис.4). Предпочтение отдается тому случаю, когда

1

3

 m < d_а2(max) ,

где d_а2(max) – диаметр окружности выступов колеса наибольшего диаметра.

В свою очередь

d_a2(max)

2

d_a2(min)

2

 m = – + 2,25 m_(min), мм,

где d_a2(min) – диаметр окружности выступов колеса минимального диаметра; m_(min) - модуль этого колеса.

Материалы анализа компоновочной схемы удобно обобщить в таблице, имеющей следующее содержание

Таблица 4.1

Результаты анализа компоновочной схемы редуктора

1

3

№ п/п	nэл., об/мин	HRCш., HRCк.	dВ(Т), мм	k, мм	k1, мм	k2, мм	Vр.п., мм3	m, мм	d а2(max) , мм	Вывод

В таблице приняты обозначения:

n_эл. - частота вращения вала электродвигателя, взятая из распечатки энергокинематического расчета;

HRC_ш., HRC_к. - твердости материалов шестерни и колеса;

d_В(Т) - диаметр тихоходного вала.

При анализе материалов табл.4.1 не следует стремиться к абсолютной минимизации какого-либо одного параметра компоновочной схемы. Окончательный вывод следует делать только после всесторонней оценки всех параметров, в том числе и размеров электродвигателей, габариты которых уменьшаются с ростом частоты вращения.