Задачи №№ 31-40

К решению этих задач следует приступить после повторения относящегося к вращательному движению материала разделов "Кинематика" и "Динамика", изучения темы 3.3 "Передачи враща­тельного движения", уяснения приведенных ниже методических указаний и разбора примера 22.

Вращательное движение наиболее распространено в техни­ке. Поэтому для передачи от машин-двигателей к исполнитель­ным механизмам применяют механические передачи, главным образом вращательного движения.

Механические передачи классифицируют по принципу дей­ствия (передачи трением и зацеплением) и взаимному расположе­нию звеньев (передачи непосредственного контакта и передачи гибкой связью). Независимо от типа передачи общим для всех яв­ляется наличие ведущих и ведомых звеньев, единство кинемати­ческих и силовых соотношений.

В предлагаемых задачах требуется определить кинематиче­ские (ω) и силовые (Р, М) параметры для всех валов многоступенчатой передачи привода. Приступая к решению задачи, следует оз­накомиться с ГОСТами на условные обозначения элементов и с пра­вилами выполнения кинематических схем. Валы и звенья нумеруют­ся по направлению силового потока (направлению передачи движе­ния) - от ведущего вала (вал двигателя) к ведомому валу. Индекс в обозначениях параметров валов ω, Р и М соответствует номеру вала, а в обозначениях d и z - номеру насаженного на вал звена (колеса, шкива, звездочки и т.п.). Параметры любого последующего вала оп­ределяют через заданные параметры ведущего вала при условии, что известны КПД и передаточные отношения отдельных передач при­вода. Напоминаем, что при последовательном соединении общее передаточное отношение равно произведению передаточных отно­шений отдельных передач, то же - для КПД.

Следует помнить, что для зубчатых, червячных и цепных передач передаточное число равно:

для ременных и фрикционных:

где индекс 1 относится к ведущему, а индекс 2 - к ведомому звену передачи.

Приводим таблицу 16 средних значений КПД некоторых пе­редач

(с учетом потерь в подшипниках):

Таблица 16

Тип передачи	Закрытая	Открытая
Зубчатая цилиндрическая	0,98	0,96
Зубчатая коническая	0,97	0,95
Червячная	0,8	-
Цепная	-	0,92
Клиноременная	-	0,95

Пример 22

Привод состоит из электродвигателя мощностью Р_дв= 11 кВт с частотой вращения вала п_дв= 1460 об/мин и много­ступенчатой передачи. Требуется определить: общие КПД и пере­даточное число привода; мощности, вращающие моменты и угло­вые скорости для всех валов, если и_ред = 4, d₁ = 80 мм, d₂ =200 мм, z₃ = 25, z₄ = 75 (рисунок 35).

Рисунок 35

Решение

1 Кинематическая и конструктивная характеристики приво­да: передача трехступенчатая, понижающая (т.е. уменьшающая угловую скорость, так как в каждой ступени диаметр выходного звена больше, чем входного). Первая ступень - передача клиноременная, вторая - редуктор цилиндрический косозубый, т.е. пе­редача понижающая в герметичном корпусе, третья ступень - пе­редача цепная.

2 КПД передач:

косозубого редуктора:

цепной передачи:

клиноремённой передачи:

Общий КПД передачи равен:

3 Мощности валов:

Мощность на третьем валу можно определить и иначе:

4 Передаточные числа отдельных передач:

Общее передаточное число равно:

5 Угловые скорости всех валов:

Угловую скорость третьего вала (выходного) можно было определить иначе:

Отсюда

6 Вращающие моменты на валах:

В понижающих передачах понижение угловых скоростей валов сопровождается соответствующим повышением вращаю­щих моментов.

Мощности на валах снижаются незначительно вследствие потерь на трение в подшипниках и при взаимодейст­вии звеньев.