3.4.4. Проектування силового редуктора для машинобудівних об'єктів

Зубчаті колеса занадто навантаженого силового редуктора конструктивно поміщають в закритий корпус, оскільки вони потребують постійного змащення мастилом. За умови зменшення габаритів п маси невигідно виконувати великі значення передавальних відношенні в одній ступені передачі, тому на практиці одноступінчатий редуктор з циліндричними колесами має передавальне число і < 8, а з конічними колесами и_р<5. Двухступенчатий редуктор з циліндричними колесами на практиці має и_р < 45 (допускається до 63), а для триступінчатих - и_р <200 .

Розбиття загального ПВ редуктора для окремих ступеней залежить від тих вимог, які вимагає ТЗ. Нижче приведено рішення до раціонального розбиття загального и_р для силового редуктора при виконанні вимоги мінімальної маси зубчатих коліс і близьких значеннях напруг у всіх ступенях передачі. При зменшенні кутової швидкості обертання від двигуна до навантаження відповідно наростає момент в тому ж напрямі. Тому тихохідна ступінь буде навантажений більш ніж швидкохідна. Оскільки швидкохідна вісь навантажена менше тихохідної, то для отримання близьких діаметрів коліс передавальне відношення швидкохідної ступені u₁ рекомендується брати більше, ніж u₂ (тихохідної). Для виконання вимог рівної міцності коліс збільшують ширину зубчатого вінця коліс тихохідної ступені. Аналіз розподілу загального передавального відношення и_р за ступенями для даного конкретного випадку індивідуальні. Ці рекомендації приведені на рис. 6 [20].

Рекомендації по розбиттю передавального відношення за ступенями при пріоритетах інших вимог можна знайти в спеціальній літературі з машинобудування і в стандарті ГОСТ 2185-55. Навантажений силовий редуктор для слідкуючого приводу характерний для машинобудівних об'єктів, а в приладобудуванні цей випадок розподілу ПВ використовується рідко.

Рис. 6. Рекомендації до вибору ступенів силового редуктора

Таким чином, при проектуванні ПЗП вибір передавального відношення бажано проводити з умови, приведеної в таблиці 1.

Таблиця 1

Умови мінімізації	Оптимальні
	ПВ	Число ступенів
1. Мінімуму габаритів	3,5	1,85 lgup
2. Мінімуму маси	2,4	3 lgup
3.Мінімуму моменту інерції	2.16	3,5 lgup

Рекомендації табл.1 потрібно виконувати диференційовано. Є цілий клас приладів і пристроїв, в яких маса, габарити і момент інерції визначаються не самим редуктором, а іншими умовами (наприклад, поворотні столи приладів і верстатів, планшайби токарних верстатів, стабілізовані платформи або азимутні платформи радіотарілок або оптичних телескопів, астрономічних і гіроскопічних приладів). В цьому випадку конструктор крім рекомендацій, приведених в табл. 1 використовує і інші, зокрема рекомендації теорії автоматичного управління [З].

3.4.5. Рекомендації до проектуванню елементів редуктора

Як показано вище, оптимізація передавального числа редуктора часто приводять до суперечливих висновків. Так для отримання мінімальних габаритів редуктора необхідно вибирати мінімально допустиме для вибраного типу зачіпляє число зубів, а для забезпечення мінімальних похибок - максимально допустиме передавальне відношення, оскільки буде найменше число пар коліс; отже, якнайменше число деталей і сумарна похибка залежить від кількості деталей.

При проектуванні приладобудівних пристроїв прийняті наступні рекомендації, щодо визначення виду зачіплення і кількості числа зубців, які приведені в табл. 2.

Таблиця 2

Вид зачіплення	zmin		upmax
1. Евольвентне зачіплення		13		15
2. Евольвент не косозубе зачіплення		12		20
3. Годинне, циклоїдне		6		60
4. Зачіплення Новікова		2		40
5. Черв'ячне зачіплення		1		500

Для визначення передавальних чисел для окремих ступенів можна скористатися номограмою, показаною на рис. 7 [65]. Порядок користування номограмою полягає в наступному. Після визначення оптимального числа ступенів n_опт на номограмі проводять пряму, яка відповідає загальному передавальному відношенню up, на правій вертикальній шкалі, і проходить через крапку, яка відповідає вибраному числу ступенів. Продовження цієї прямої до лівої шкали покаже передавальне відношення першої ступені u₁. Дріб u_p/u₁ дасть значення передавального відношення ступеней n-1, що залишилися. Виконавши аналогічні побудови, одержим значення передавального відношення другої ступені и₂. Аналогічно визначаються передавальні числа інших пар.

Рис. 7. Номограма вибору передавального числа ступені в передачі

На рис. 8. показана номограма, на якій одночасно зображено три залежності: 1) – для вибору передавального числа ступені виходячи з умови мінімуму маси, 2) – виходячи з мінімальних габаритів, 3) - виходячи з мінімальної похибки. Похибки кінематичної передачі пов'язані з кінематичними і циклічними похибками.

Рис. 8. Рекомендації для проектування кількості пар передач