5.4. Кпд зубчатых передач.
Уравнение энергетического баланса
(5.7)
Представим
его в безразмерной форме, для этого
разделим на
,
откуда
,
где
- —коэффициент относительных потерь.
Коэффициент потерь мощности в зацеплении
,
(5.8)
где
коэффициент, учитывающий смещение
;
(без
смещения);
если
;
.
Коэффициент
трения
в зависимости от смазки, шероховатости
и скорости скольжения.
Более
точно
,
где
- суммарная скорость качения м/с.
.
Из
формулы видно, что
уменьшается с увеличением числа зубьев
и передаточного числа. Для внутреннего
зацепления принимают меньшие значения
и знак минус. Для конических передач
.
Потери
на размешивание и разбрызгивание масла
растут с увеличением ширины колес,
глубины их погружения в масляную ванну,
вязкости масла и окружной скорости. Для
колес, погруженных
в масло на глубину двойной высоты зуба,
,
,
где
- динамическая вязкость масла,
.
Если,
например,
;
;
;
;
,
масло И-Г-А-32,
Пас, то
.
Коэффициенты
и
достоверно могут быть определены только
экспериментально. Ориентировочно
,
,
.
Ниже приведены средние значения КПД передач на подшипниках качения (табл.19), работающих в смазке, при номинальном крутящем моменте в зависимости от степени точности.
Средние значения КПД передач, работающих на подшипниках качения
в смазке, при номинальном крутящем моменте Таблица 19
Степень точности |
9 |
6 |
Цилиндрическая пара внешнего зацепления |
0,96 |
0,98 |
Цилиндрическая пара внутреннего зацепления |
0,97 |
0,99 |
Коническая пара |
0,95 |
0,97 |
Приведенные значения КПД верны только для номинальных мощностей и моментов. В открытых передачах КПД снижается на 2-4%.
КПД передач на подшипниках скольжения снижается на 1-2%.
Следует помнить, что КПД не просто число, а функция многих параметров, например, передаваемого момента. Если передаваемая мощность на ведомом валу стремится к нулю, то КПД стремится к нулю.
Вопросы для самоконтроля
Материалы зубчатых колес.
График контактной выносливости зубчатых передач. Базовое число циклов. Длительный и ограниченный пределы контактной выносливости. Коэффициент долговечности.
Допускаемые контактные напряжения цилиндрических зубчатых передач.
Определение числа циклов нагружений при постоянном переменном режиме работы. Эквивалентное число циклов перемены напряжений.
Допускаемые изгибные напряжения цилиндрических зубчатых передач. Коэффициент долговечности. Условие равномерности и выбора менее прочного колеса.
6. Коэффициент полезного действия зубчатых передач.
Глава 6. Планетарные передачи
Основные особенности планетарных передач:
- сателлиты вращаются одновременно относительно двух осей;
- мощность передается в относительном и переносном движениях;
- поток мощности разветвляется по сателлитам и снова соединяется на валу.
Преимущества:
- большая надежность вследствие распределения мощности по потокам;
- Достаточно высокий КПД и долговечность при правильно подобранной схеме;
- компактность, возможность получения больших передаточных чисел при малых габаритах и массе;
- возможность автоматизации работы с помощью включения и выключения фрикционных муфт.
Недостатки:
- более сложное изготовление;
- неравномерность распределения нагрузки по сателлитам;
- трудность применения косозубых колес вследствие сложности восприятия осевых нагрузок.