5. Определение числа ступеней

1. Критерий минимизации габаритов:

Назначим число зубьев на всех шестернях

Число зубьев ведомых колес для редуктора вычисляется по формуле:

, где

k= 2, 4, 6, 8 - номер колеса.

Учитывая рекомендованный ряд [1], назначаем количества зубьев колес и шестерен:

Числа зубьев колес редуктора.

Таблица 4

№ колеса	1	2	3	4	5	6	7	8
№ элементарной передачи	I		II		III		IV
Число зубьев	17	48	17	48	17	48	17	48

Таблица 5

m=1 d1=m*z1=17 (мм) d2=m*z2=48 (мм) d3=m*z3=17 (мм)

d4=m*z4=48 (мм) d5=m*z5=17 (мм) d6=m*z6=48 (мм) d7=m*z7=17 (мм) d8=m*z8=48 (мм)

Так как при расчетах выбор числа зубьев осуществлялся из рекомендованного ряда [1], то вычисляем фактическое передаточное отношение и погрешность передаточного отношения.

, гдеk= 1, 3, 5, 7

Фактические значения передаточных коэффициентов

Таблица 6

i12ф	i34ф	i56ф	i78ф
2,824	2,824	2,824	2,824

Фактическое передаточное отношение редуктора рассчитывается по формуле:

Подставляя значения, находим i₀:

Погрешность передаточного отношения находится по формуле:

Подставляя значения, получаем:

Условие применимости расхождения i₀иi_0физ практических рекомендаций [3]:

Проверяем условие (3.3.5): , т.е. условие выполняется.

Так как на данном этапе проектирования известна кинематическая схема ЭМП, то из соотношения приведения моментов [1]:

(1), где

M_i,M_i– момент нагрузки наi-ом иj-ом валах;

i_ij– передаточное отношениеi-го иj-го вала;

η_ij– КПД передачи,η_ij=0.98;

η_подш– КПД подшипников, в которых установлен ведущий вал,η_подш=0.99.

Поскольку в момент пуска двигателя нужно учесть инерционность двигателя и нагрузки, необходимо, чтобы двигатель обеспечивал нужное угловое ускорение нагрузки. На выходном валу с учётом динамической составляющей действует следующий момент:

М_Σ=М_н + J_н_н=1,5+3*5=16,5 (Н*м)

Для того чтобы проверить правильность выбора двигателя, необходимо привести момент на выходном валу к валу двигателя по формуле (1) для каждого вала, начиная от выходного, и сравнить пусковой момент двигателя с приведённым моментом.

Ведем расчёт последовательно к валу двигателя:

(Н*м)

(Н*м)

(Н*м)

(Н*м) =292 (Н*мм)

Выполним предварительную проверку правильности выбора двигателя:

По паспортным данным М_пуск =392·10^-3Н·м, то есть 392≥292 – верно => двигатель выбран правильно. То есть выбранный двигатель сможет обеспечить нужно угловое ускорение нагрузки при старте.

По результатам выполненного расчета изобразим кинематическую схему редуктора в виде эскиза с соблюдением масштаба, таким образом, чтобы была ясна кинематическая цепь передачи движения между валами.

2. Критерий быстродействия:

Числа зубьев колес редуктора.

Таблица 7

№ колеса	1	2	3		4	5		6	7		8	9		10	11		12
№ элементарной передачи	I			II			III			IV			V			VI
Число зубьев	17	34	17		34	17		34	17		34	17		34	17		34

Таблица 8

m=1 d1=m*z1=17 (мм) d2=m*z2=34 (мм) d3=m*z3=17 (мм) d4=m*z4=34 (мм) d5=m*z5=17 (мм) d6=m*z6=34 (мм)

d7=m*z7=17 (мм) d8=m*z8=34 (мм) d9=m*z9=17 (мм) d10=m*z10=34 (мм) d11=m*z11=17 (мм) d12=m*z12=34 (мм) d13=m*z13=17 (мм) d14=m*z14=34 (мм)

Так как при расчетах выбор числа зубьев осуществлялся из рекомендованного ряда [1], то вычисляем фактическое передаточное отношение и погрешность передаточного отношения.

, гдеk= 1, 3, 5, 7

Фактические значения передаточных коэффициентов

Таблица 9

i12ф	i34ф	i56ф	i78ф	i9,10ф	i11,12ф	i13,14ф
2	2	2	2	2	2	2

Фактическое передаточное отношение редуктора рассчитывается по формуле:

Подставляя значения, находим i₀:

Погрешность передаточного отношения находится по формуле:

Подставляя значения, получаем:

Условие применимости расхождения i₀иi_0физ практических рекомендаций [3]:

Проверяем условие (3.3.5): , т.е. условие выполняется.

Так как на данном этапе проектирования известна кинематическая схема ЭМП, то из соотношения приведения моментов [1]:

(1), где

M_i,M_i– момент нагрузки наi-ом иj-ом валах;

i_ij– передаточное отношениеi-го иj-го вала;

η_ij– КПД передачи,η_ij=0.98;

η_подш– КПД подшипников, в которых установлен ведущий вал,η_подш=0.99.

Поскольку в момент пуска двигателя нужно учесть инерционность двигателя и нагрузки, необходимо, чтобы двигатель обеспечивал нужное угловое ускорение нагрузки. На выходном валу с учётом динамической составляющей действует следующий момент:

М_Σ=М_н + J_н_н=1,5+3*5=16,5 (Н*м)

Для того чтобы проверить правильность выбора двигателя, необходимо привести момент на выходном валу к валу двигателя по формуле (1) для каждого вала, начиная от выходного, и сравнить пусковой момент двигателя с приведённым моментом.

Ведем расчёт последовательно к валу двигателя:

(Н*м)_M11=M10

(Н*м)_M9=M8

(Н*м)_M7=M6

(Н*м)_M5=M4

(Н*м)_M3=M2

(Н*м)=309 (Н*мм)

Выполним предварительную проверку правильности выбора двигателя:

По паспортным данным М_пуск =392·10^-3Н·м, то есть 29,4≥17 – верно => двигатель выбран правильно. То есть выбранный двигатель сможет обеспечить нужно угловое ускорение нагрузки при старте.

По результатам выполненного расчета изобразим кинематическую схему редуктора в виде эскиза с соблюдением масштаба, таким образом, чтобы была ясна кинематическая цепь передачи движения между валами.

3. Критерий максимальной точности:

Числа зубьев колес редуктора.

Таблица 10

№ колеса	1	2	3		4
№ элементарной передачи	I			II
Число зубьев	20	80	17		132

Таблица 11

m=1 d1=m*z1=20 (мм) d2=m*z2=80 (мм) d3=m*z3=17 (мм)

d4=m*z4=132 (мм)

Так как при расчетах выбор числа зубьев осуществлялся из рекомендованного ряда [1], то вычисляем фактическое передаточное отношение и погрешность передаточного отношения.

, гдеk= 1, 3, 5, 7

Фактические значения передаточных коэффициентов

Таблица 12

i12ф	i34ф
8	7,765

Фактическое передаточное отношение редуктора рассчитывается по формуле:

Подставляя значения, находим i₀:

Погрешность передаточного отношения находится по формуле:

Подставляя значения, получаем:

Условие применимости расхождения i₀иi_0физ практических рекомендаций [3]:

Проверяем условие (3.3.5): , т.е. условие выполняется.

Так как на данном этапе проектирования известна кинематическая схема ЭМП, то из соотношения приведения моментов [1]: (1), где

M_i,M_i– момент нагрузки наi-ом иj-ом валах;

i_ij– передаточное отношениеi-го иj-го вала;

η_ij– КПД передачи,η_ij=0.98;

η_подш– КПД подшипников, в которых установлен ведущий вал,η_подш=0.99.

Поскольку в момент пуска двигателя нужно учесть инерционность двигателя и нагрузки, необходимо, чтобы двигатель обеспечивал нужное угловое ускорение нагрузки. На выходном валу с учётом динамической составляющей действует следующий момент:

М_Σ=М_н + J_н_н=1,5+3*5=16,5 (Н*м)

Для того чтобы проверить правильность выбора двигателя, необходимо привести момент на выходном валу к валу двигателя по формуле (1) для каждого вала, начиная от выходного, и сравнить пусковой момент двигателя с приведённым моментом.

Ведем расчёт последовательно к валу двигателя:

(Н*м) _M3=M2

(Н*м)=282 (Н*мм)

Выполним предварительную проверку правильности выбора двигателя:

По паспортным данным М_пуск =392·10^-3Н·м, то есть 392≥282 – верно => двигатель выбран правильно. То есть выбранный двигатель сможет обеспечить нужно угловое ускорение нагрузки при старте.

По результатам выполненного расчета изобразим кинематическую схему редуктора в виде эскиза с соблюдением масштаба, таким образом, чтобы была ясна кинематическая цепь передачи движения между валами.