1.5 Кинематический расчет привода

Исходными данными при выполнении кинематического расчета кроме заданной кинематической схемы привода являются синхронная частота вращения вала электродвигателя и частота вращения выходного вала редуктора или коробки скоростей.

Кинематический расчет привода состоит из следующих основных частей: определения общего передаточного числа; разбивки общего передаточного числа по ступеням; расчета кинематической погрешности.

1.5.1 Определение общего передаточного числа

Общее передаточное число определяется как отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения вала редуктора (коробки скоростей):

. ()

1.5.2 Разбивка общего передаточного числа по ступеням

Разбивка общего передаточного числа привода по ступеням при наличии ременной передачи между электродвигателем и редуктором (коробкой скоростей) заключается в назначении передаточных чисел ременной передачи и каждой ступени редуктора (коробки скоростей). Если же вращающий момент от вала электродвигателя передается посредством соединительной муфты, то выполняется разбивка общего передаточного числа по ступеням закрытой передачи. В каждом из перечисленных случаев общее передаточное число определяется соответствующей зависимостью:

()

()

где – передаточное число ременной передачи;

– передаточные числа соответствующих ступеней закрытой передачи ( – передаточное число быстроходной ступени , – в двухступенчатых передачах передаточное число тихоходной ступени, в трехступенчатых передачах передаточное число промежуточной ступени , – в трехступенчатых передачах передаточное число тихоходной ступени ).

Передаточное число ременной передачи следует назначить из стандартного ряда передаточных чисел (табл. ), ограничиваясь значениями от 1 до 2 с целью уменьшения габаритов привода.

Номинальное значение передаточного числа редуктора (коробки скоростей) определяется по формуле

. ()

Таблица – Стандартные значения передаточных чисел (из ГОСТ 2185-87 и ГОСТ 12289-76)

1-й ряд	1,0		1,25		1,6		2,0		2,5		3,15
2-й ряд		1,12		1,4		1,8		2,24		2,8
1-й ряд		4,0		5,0		6,3		8,0		10,0
2-й ряд	3,55		4,5		5,6		7,1		9,0		11,2

После назначения стандартного значения передаточного числа ременной передачи уточняется частота вращения входного вала редуктора:

. ()

В приводах без ременной передачи на входе в редуктор частота вращения входного (быстроходного) вала закрытой передачи равна частоте вращения вала электродвигателя:

. ()

В этом случае номинальное значение передаточного числа редуктора совпадает с общим передаточным числом привода, рассчитанным по формуле (3):

. ()

Передаточные числа зубчатых одноступенчатых передач приведены в табл. . Передаточные числа червячных передач также выбираются из стандартного ряда, значения которого приведены в табл. .

Таблица – Стандартные значения передаточных чисел червячных передач (из ДСТУ2458-98 (ГОСТ2144-93)

	8	9	10	11,2	12,5	14	16	18	20	22,4	25
	28	31,5	35,5	40	45	50	56	63	71	80	__

От разбивки общего передаточного числа в двух- и трехступенчатых редукторах (а также в коробках передач) в значительной степени зависят удобство смазывания колес и компоновки деталей, а также конструкция корпуса и его габариты. Универсальной рекомендации по разбивке общего передаточного числа по ступеням, удовлетворяющей всем указанным условиям, не существует. Выбор способа разбивки зависит от конкретных требований, которым должна отвечать конструкция: обеспечения минимальных габаритов редуктора, минимальной массы зубчатых колес, получения одинакового погружения зубчатых колес всех ступеней в масляную ванну, создания устойчивой наименьшей площади корпуса редуктора и другого.

При разбивке общего передаточного числа в двухступенчатых редукторах можно пользоваться рекомендациями, приведенными в табл. . Рассчитанные по предложенным зависимостям передаточные числа ступеней округляют до стандартного ближайшего значения (см. табл. ,), после чего по формулам (), () определяется фактическое значение общего передаточного числа привода. Для двух- и трехступенчатых редукторов фактические общие передаточные числа соответственно равны:

, ()

. ()

Поскольку частоты вращения выходных валов коробок представляют геометрическую прогрессию со знаменателем , то по заданной минимальной частоте , соответствующей максимальному моменту , рассчитываются остальные частоты: , и так далее.

Таблица – Рекомендации по разбивке общего передаточного числа двухступенчатых редукторов по ступеням

Редуктор	Схема	Передаточное отношение
1	2	3	4
Двухступенчатый по развернутой схеме

Продолжение таблицы

1	2	3	4
Двухступенчатый соосный
Двухступенчатый соосный с внутренним зацеплением
Коническо-цилиндри-ческий
Зубчато-червячный		1,4…1,8
Червячно-зубчатый			3,15...5

Наиболее употребительные значения Разбивка по ступеням выполняется для всех возможных скоростей вращения выходного вала. Обычно расстояние между опорами в коробках скоростей больше, чем в редукторах. Поэтому для них рекомендуется в начале кинематической цепи принимать меньшие передаточные числа, а в конце – большие. Это положение обеспечивает не резкое, а постепенное увеличение габаритов передач, валов, опор. Для блочных пар рекомендуется принимать .