4 Кінематичний розрахунок

Обчислюємо необхідне передаточне відношення всього привода:

і_пр = n_дв/n_ск = 6000/20 = 300.

Визначаємо передаточні відношення ступенів, беручи і₄₅ = 10. Тоді передаточне відношення редуктора:

і_р = і₁₄ = і_пр/і₄₅ = 300/10 = 30.

Передаточні відношення ступенів визначаємо за формулою:

і₃₄ = і_р / ( і₁₂·і₂₃ ) = 30 / (2,34·3,1) = 4,136.

Знаходимо числа зубів коліс, призначаючи за ДСТ значення передаточних відношень, близьких до розрахункових. Беремо сумарне число зубів пари коліс у межах 80…100, забезпечуючи z_min ≥ 17.

z₁ = z_Σ/(i₁₂+1) = 80/(2,34+1) = 23,95;

z_2* = z_Σ/(i₂₃+1) = 80/(3,1+1) = 19,51;

z_3* = z_Σ/(i₁₂+1) = 80/(4,136+1) = 15,576;

z₂ = z₁·i₁₂=23,95·2,34=56;

z₃ = z_2*·i₂₃ = 19,51·3,1 = 60,48;

z₄ = z_3*·i₃₄ = 15,576·4,136 = 64,42.

Розраховані дані заносимо до таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Передаточне відношення і відповідно значення зубів коліс

і12	і23	і34	Z1	Z2	Z2*	Z3	Z3*	Z4
2,34	3,1	4,136	23,95	56	19,51	60,48	15,576	64,42

Округлюємо числа зубів, і, якщо потрібно, перепризначуємо їх за формулами наведеними нижче:

I₁₂ = z_2/ z₁ I₂₃ = z_3/ z_2* I₃₄ = z_4/ z_3*

Фактичні передаточні числа ступенів всього привода будуть занесені до таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 – Фактичні значення зубів коліс і передаточні числа

і12	і23	і34	Z1	Z2	Z2*	Z3	Z3*	Z4	Іпр2
2,33	3	4,13	24	56	20	60	16	64	300,2

Відхилення проектного і фактичного значень передаточного відношення всього привода буде:

, що допускається.

Використовуючи фактичні передаточні відношення ступенів, визначаємо обороти валів:

n₁ = n_дв = 6000 хв^-1;

n₂ = n₁/i₁₂ = 6000/2,33 = 2553 хв^-1;

n₃ = n₁/(i₁₂· i₂₃) = 6000/(2,33·3)=851 хв^-1;

n₄ = n₁/( i₁₂· i₂₃· i₃₄) = 6000/(2,33·3·4,13) = 206 хв^-1;

n₅ = n₁/( i₁₂· i₂₃· i₃₄· i₃₄) = 6000/(2,33·3·4,13·10) = 20,6 хв^-1.

Кінематичний розрахунок дозволяє вирахувати кількість зубів зубчатих коліс та обороти валів з потренованого передаточного відношення всього привода. Весь привод зменшує обороти з 6000 хв^-1, до 20,6 хв^-1 на останньому валу. Розраховане зменшення оборотів забезпечується виконанням умови:

i₁₂ < i₂₃ < i₃₄ < i₄₅,

яка забезпечує мінімізацію моменту інерції редуктора; передаточне відношення останнього ступеня уповільнення було взято:

і₄₅ = 10.

5 Силовий розрахунок

Знаходимо максимальні моменти, що діють на валах, за формулами (приймаємо, що ККД одного ступеня уповільнення дорівнює 0,95):

М₁ = М_дв1 = 22,3 Н·мм;

М₂ = М₁·і₁₂·η;

М₂ = М₁·і₁₂·η = 22,3·2,33·0,95 = 49,36 Н·мм;

М₃ = М₂·і₂₃·η = 49,36·3,1·0,95 = 145,37 Н·мм;

М₄ = М₃·і₃₄·η = 145,37·4,136·0,95 = 571,19 Н·мм,

де η – ККД одного ступеня уповільнення.

Знайдене максимальне значення моментів на валах заносимо до таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 – Максимальне значення моментів на валах

М1	М2	М3	М4 = Т4
22,3	49,36	145,37	571,19

М_1, М_2, М_3, М₄ –це максимальні моменти що діють на першому(вал двигуна), другому та третьому (проміжні вали), та четвертому валах відповідно.

Розрахунок максимальних моментів на валах дозволить в наступних розділах розрахунково-графічної роботи обрати підшипники для валів та матеріал з якого вони виготовлені, для того, щоб вали витримували прикладені до них навантаження, без деформації, що забезпечить гарантійний термін роботи привода.