1.2 Определение коэффициента полезного действия (кпд) привода

Чтобы найти значение P₁ и P₂ необходимо установить значение коэффициентов полезного действия каждой ступени η₁, η₂ и привода в цепи η_общ. Для этого, исходя из схемы заданного привода на рисунке 1, составляются уравнения для определения кпд первой и второй ступени. В уравнения вписываются значения кпд элементов, входящих в кинематическую цепочку передачи мощности. В нашем примере на первой ступени от вала электродвигателя до быстроходного (входного) вала редуктора имеется только клиноременная передача. Поэтому значение кпд первой ступени определяется по формуле:

. (13)

где – коэффициент полезного действия клиноременной передачи.

Для второй ступени от быстроходного конца вала редуктора до рабочего органа машины располагаются две пары подшипников на валах , зубчатая передача и соединительная муфта . При последовательном расположении элементов привода вычисляется по формуле:

. (14)

Общий кпд привода равен:

. (15)

Справочные значения кпд и передаточных отношений для различных передач и механизмов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Средние значения кпд η и передаточных отношений u механических передач

Тип передачи			η				u
			закрытая		открытая
Зубчатая	цилиндрическая	0,96…0,98		0,92…0,94		3,15…6,3
	коническая	0,95…0,97		0,91…0,93		1,5…3,15
Червячная	с однозаходным червяком	0,70…0,80		0,60…0,70		30…60
	с двухзаходным червяком	0,75…0,85				15…30
	с четырехзаходным червяком	0,80…0,90				8…15
Цепная			0,95…0,97		0,90…0,93		1,5…3(4)
Плоскоременная					0,95…0,97		1,5…3
Клиноременная					0,94…0,96		1,5…3(4)
Плоскоременная с натяжным роликом					0,93…0,95		2…4
Кпд одной пары подшипников качения обычно принимается равным =0,99. Кпд муфт зависит от конструкции муфт. При проведении энергетического расчета =0,98. При выборе типа муфты и разработке конструкции муфты кпд может быть уточнен.

Используя значение кпд из таблицы 2 находим значение η₁, η₂ и η_общ и заполняем соответствующие ячейки матрицы 1. По значению η₂ находим мощность на второй ступени:

. (16)

Потребную мощность на валу электродвигателя находим по формуле:

(17)

или . (18)

Найденные значения P₁, P₂ вносим в матрицу 1.

В заданиях по конструированию приводов к домкратам мощность P₃ , подводимая к домкрату на выходном валу привода необходимая для подъема груза, определяется по формуле:

(кВт), (18)

где G– вес поднимаемого груза, кН;

где V– скорость поднимаемого груза, м/с;

где η– коэффициент полезного действия домкрата.

Для реечного домкрата η задается в задании, а для винтового определяется следующим образом:

. (20)

где η_кп–кпд конической передачи домкрата вместе с подшипниками, может быть принят равным 0,95;

η_р – кпд передачи винт-гайка, определяемый по зависимости:

; (21)

и , (22)

где ψ, t, d₂ , α –соответственно угол подъема винтовой линии, шаг, средний диаметр и угол профиля резьбы, определяемый из стандарта;

f – коэффициент трения в резьбе (может быть принят равным 0,15).

Частота вращения выходного вала редуктора при передаточном числе конической передачи u_к.п.=1 равна:

. (23)

Вычислением кпд каждой ступени и привода в целом, а также параметра мощность завершается этап энергетического расчета.