1.4 Кинематический расчет привода

Под кинематическим расчетом понимается определение общего передаточного отношения привода, разбивка его по передаточным числам передач (по ступеням) и определение частоты вращения каждого вала.

Общее передаточное отношение привода определяется по формуле

, (27)

где – номинальная частота вращения вала электродвигателя, a – частота вращения приводного вала машины.

Разбивка передаточного отношения производится по зависимости

, (28)

где – передаточные числа отдельных передач (ступеней).

Формула (28) допускает много вариантов решений. Целесообразность того или иного решения оценивается по оптимальности конструкции привода (габаритные размеры, стоимость) или каким-либо условиям, предъявляемым к приводу. Разбивку обычно проводят в следующей последовательности: для всех передач, за исключением одной, передаточные числа назначают, исходя из средних значений, а для оставшейся передачи передаточное число определяется из отношения общего передаточного отношения к произведению назначенных передаточных чисел. При этом следует помнить, что для зубчатых и червячных передач передаточные числа стандартизованы. Выборки из стандартов передаточных чисел приведены втаблице 5. Предпочтение выбора отдается первому ряду.

Чтобы получить оптимальное решение необходимо спроектировать конструкции привода при разных вариантах выбранных передаточных чисел передач и остановиться на наиболее целесообразном. Для более быстрого решения этой задачи ниже приводятся некоторые рекомендации по выбору передаточных чисел отдельных передач.

Таблица 5 Стандартные передаточные числа (выборка)

У цепных и ременных передач с целью ограничения диаметра ведомых звездочки и шкива не следует назначать передаточные числа более 2,5.

Для двухступенчатых цилиндрических редукторов с развернутой схемой (с последовательным расположением валов) с целью создания хороших условий смазки желательно иметь одинаковые диаметры ведомых колес первой и второй ступеней редуктора. В этом случае передаточное число первой ступени (быстроходной передачи) рекомендуется определять по зависимости

, (29)

где – передаточное отношение редуктора.

При этом в конечном итоге желательно иметь следующее соотношение: , где – передаточное число второй ступени (тихоходной передачи). В соосных цилиндрических редукторах как, с внешним, так и с внутренним зацеплением можно принимать .

В коническо-цилиндрических двухступенчатых редукторах равенство диаметров колес можно обеспечить лишь при небольших передаточных отношениях. Поэтому следует стремиться к получению таких отношений за счет выбора частоты вращения вала двигателя. При этом желательно иметь .

Передаточные числа червячных передач в одноступенчатых червячных редукторах рекомендуется назначать такими, чтобы получить двухзаходный червяк, т.е. в пределах 16...31,5. Передаточное число цилиндрической передачи в двухступенчатом цилиндро-червячном редукторе из условия лучшей компоновки и смазки редуктора не следует принимать больше 1,6...2,5.

В червячно-цилиндрических редукторах с целью экономии цветного металла для венца червячного колеса и повышения кпд редуктора передаточное число рекомендуется принимать равным , но при этом необходимо учитывать, что передаточное число зубчатой передачи не должно превышать 6,3 для обеспечения жесткости вала шестерни.

В двухступенчатых червячных редукторах, как правило, передаточные отношения первой и второй ступеней одинаковые.

Частота вращения валов привода для заполнения матрицы 1 определяется по зависимостям:

(29)

где – частота вращения валов соответственно от электродвигателя до приводного вала машины.

Полученные значения не должны отличаться от требуемой частоты вращения приводного вала машины более, чем на ± 5%.

Следует отметить, что выбранные передаточные числа сконструированных передач могут незначительно изменяться, но при этом частота вращения приводного вала машины также не должна отличаться более чем на ± 5% от заданной.