1.11 Приклад вибору редуктора

Потрібно вибрати черв’ячний редуктор із такими вихідними даними:

• розрахунковий крутний момент на вихідному валу редуктора Т_роз = 400 Н м.

• частота обертання вхідного вала n_1р=1500 ;

• частота обертання вхідного вала n_2р=47 ;

• робота 14 годин на добу, 12 пусків за годину, навантаження рівномірне, бажаний ресурс – 10 000 год.

• з’єднання редуктора із електродвигуном та механізмом – за допомогою пружних муфт;

• вихідний вал – вертикальний, порожнистий, обертання – в один бік;

• мащення – синтетична олива із присадками;

• місце роботи – приміщення із температурою повітря tв 30 С

Визначаємо потрібне передаточне відношення редуктора:

і_р = = =31.9

За допомогою таблиці 1.53 визначаємо тип редуктора. У даному випадку підходять черв’ячний одноступінчастий обо циліндрично - черв’ячний двоступінчатий редуктор.

Отримане значення передаточного відношення порівнюємо із табличним, вказаним у таблицях характеристик черв’ячних та циліндрично черв’ячних редукторів ( 1.61 - 1.62)

Та знаходимо найближче значення і = 31.5.

Визначаємо розрахунково – експлуатаційне значення крутного момента на вихідному валу редуктора:

Т_2ре = Т_розр Ке

де,

Ке = К₁ К₂ К₃ К₄ К₅ К₆ К₇

Значення коефіцієнтів К₁ - К₇ вибирають із таблиць (1.54 – 1.60):

К₁=1.0 (робота 14 год. на добу, навантаження рівномірне);

К₂=1.2 (синтетична олива, імпортного виробництва);

К₃=0.8 ( синтетична олива із присадкою);

К₄=1.05 (12 пусків/год, зєднання валів за допомогою пружинних муфт);

К₅=1.0 ( реверса немає ).

К₆=1.2 ( введення в експлуатацію на потрібне номінальне навантаження);

К₇=1.0 ( вихідний вал - вертикальний);

Ке = 1.0 1.2 0.8 1.05 1.0 1.2 1.0 = 1.21

Тоді,

Т_2ре= 400 1.21 = 484 Н м;

Використовуючи таблиці технічних характеристик ( таблиці 1.61 – 1.62) та враховуючи умову: Т₂ Т_2ре обираємо два варіанта:

• для черв’ячних редукторів і=31.5, Т2= 800 Н м; =0.80 що відповідає габариту Ч – 125м;

• для циліндрично - черв’ячних редукторів: і=31.5, Т₂= 500 Н м; =0.83 що відповідає габариту ЦЧ – 100М.

Аналізуючи отримані характеристики редукторів ( габарит, Т₂, ) та задані конструктивні особливості ( варіанти складання розміщення, черв’ячної передачі у просторі, виконання вихідного вала), вибираємо редуктор: ЦЧ – 100М – 31.5 – 56 – 4 – 2 – К2 – П1 – У2.

2. Кінематичні схеми приводів

2.1. Загальні вимоги до кінематичних схем

Вибір та обґрунтування кінематичних схем є першим етапом проектування привода. Кінематична схема будується залежно від призначення та умов роботи робочої машини. Передачі, які встановлюють між двигуном та робочою машиною (робочим органом), повинні виконувати наступні функції:

• Зменшення або збільшення швидкості на валу робочої машини;

• Збільшення або зменшення крутного моменту;

• Зміну траєкторії або характеру руху;

• Зміну площини руху;

• Складання або розподіл рухів та моментів від декількох двигунів;

• Регулювання швидкості;

• Створення умов запобіганню поломок деталей машин при перевантаженнях.

Вибір кінематичної схеми залежить від двигуна, що використовується у приводі та вимог до робочої машини (характер та траєкторія руху, швидкість, величина крутного моменту і т.д.). Двигуни, залежно від форми траєкторії руху його ведучого органа можуть мати обертальний або обертально-поступовий рух. Робочі органи за формою траєкторії розподіляють: на ті, що мають обертальний або обертально-поступовий рух, та з гойдальним рухом, за характером руху – із монотонним, різноманітним та циклічним рухами.

У машинах із монотонним рухом робочого органу швидкість має постійне значення, а вектор швидкості довгий час направлений в один бік. Двигун у таких машинах безпосередньо з’єднується із робочим органом, або між ними встановлюють передачі (зубчасті, ланцюгові, пасові). Прикладами таких машин є конвеєри, вентилятори, трансмісії і т.д.

Машини із різноманітним змінним рухом мають змінний силовий та швидкісний режими, які змінюють вручну або автоматично. У таких машинах між двигуном та робочим органом повинна бути встановлена керована передача (коробка зміни швидкостей, варіатор). Прикладами машин із різноманітним змінним рухом є транспортні машини, станки та ін.

Машини, які належать до групи із циклічним рухом характеризують тим, що рух їхнього робочого органу відбувається за встановленим циклом, що визначається умовами роботи машини або характером технологічного процесу. За таким принципом працюють автомати, механізм газорозподілення ДВЗ та ін. У кінематичних схемах таких машин використовують механізми, які здатні регулювати роботу машини: кулачкові, кулісні механізми, механізми мальтійського хреста; важільні механізми та ін.

Зміна швидкості руху та моменту від двигуна до робочого органу визначається передаточним числом U, або передаточним відношенням ί які є одними із основних параметрів передачі. Визначення передаточного числа (відношення) для всіх можливих варіантів поєднання руху двигуна та робочого органу визначають за залежностями, що наведені у таблиці 2.1

Передаточне число передачі: при > (2.1)

; – кутові швидкості, відповідно ведучої та веденої частини ланок.

Передаточне відношення ί : при > або (2.2)

Тому передаточне відношення ί1, або ί1, може бути більшим або меншим за одиницю (робота мультиплікатора, > ), бо це відношення кутової швидкості ведучої ланки до кутової швидкості веденої ланки.

Визначення передаточного числа (відношення) Таблиця 2.1

Швидкість			Розрахункова залежність
Двигуна (ведуча ланка)	Робочого органа (ведена ланка)
ωg		ωp
ng		np
ng		vp	(гвинтові передачі)
vg		np
vg		vp

Примітка. У залежностях використані наступні позначення:

ω_g ; ω_p - кутова швидкість вала двигуна та, відповідно кутова швидкість

вала робочої машини, с^-1;

n_g ; n_p – чистота обертання вала двигуна та вала робочої машини, ^ОБ/_ХВ ;

v_g ; v_p - колова швидкість вала двигуна та вала робочої машини, ^М/_С ;

D_g ; D_p – діаметр ланки або діаметр траєкторії руху ланки, що перетворює поступальний рух в обертальний, на двигуні та робочій машині, мм ;

Р_z – хід різі гвинта, мм;

Z – кількість заходів різі;

P – крок різі гвинта, мм.

Якщо швидкість робочого органу постійна (монотонний рух), тоді передаточне число має постійне значення. У ряді машин, в процесі роботи швидкість робочого органа може змінюватися (різноманітний змінний та циклічний рух). У цьому випадку передаточне число буде мати змінні значення. Воно може змінюватися плавно або ступінчасто (при зміні режиму роботи машини), зберігаючи постійне значення протягом значного часу, якщо машина працює у заданому режимі. У такому випадку відношення найбільшої швидкості робочого органа до найменшого її значення називають діапазоном регулювання. У деяких випадках швидкість робочого органу може змінюватися від максимума до мінімума за один оберт вала, тоді передаточне число (відношення) буде змінним за один оберт.

Таким чином, вибір передач здійснюють залежно від вимог, які ставлять перед ними – передаточного числа (відношення), потужності, що передається та орієнтовного розміщення вузлів.

Вимоги до приводу можуть бути реалізованими за рахунок використання різних типів передач та їхніх кінематичних схем. Завдання конструктора полягає у тому, щоб розробити та відібрати оптимальний варіант передач, здійснивши їхнє оцінювання за порівняльними критеріями (табл. 2.2; 2.3).