Разбивка передаточного отношения по ступеням
Разбивка передаточного отношения по ступеням
- Разбивка передаточного числа При проектировании многоступенчатой передачи возникают проблемы оптимального выбора количества ступеней и распределения передаточных чисел по ступеням. Решение этой проблемы зависит от требований к передаче. Не существует унифицированного решения для конструкций, используемых для малой мощности, измерительных приборов и снижения мощности. Наиболее важным в приборостроении является минимизация размеров, массы, скорости или инерции и минимизация ошибок передачи.
Условия, которые минимизируют размеры. При равных передаточных числах расстояние между приводом и выходным валом минимально. ’12 = ’23 = … = ‘ Людмила Фирмаль
Условия минимизации массы. Оптимальное количество шагов в зависимости от условий (14,5) «Опт = 3 Джиу. (14,6) Поскольку уменьшение количества шагов повышает эффективность передачи, рекомендуется округлить значение, полученное в уравнении (14.6), до более низкого целочисленного значения. Оптимальное передаточное число для этапа составляет 2,16. Условия минимизации уменьшения момента инерции. Использование низкоинерционных передач ускоряет работу механизма в режиме пуска / останова и обеспечивает стабильность системы слежения.
Момент инерции механизма минимизируется за счет минимального веса и габаритов колеса. Низкооборотное шаговое колесо мало влияет на момент инерции. Поэтому рекомендуется уменьшить передаточное число высокоскоростной ступени. Колеса легко нагруженной скоростной ступени должны быть изготовлены из пластика. Оптимальное количество шагов определяется уравнением (14.6). Используйте номограмму, показанную на рисунке, чтобы найти приблизительное передаточное число для каждой ступени в 14.13. Передаточное число для первой ступени / 12 определяется следующим образом.
- На правой вертикальной шкале номограммы найдите раздел, соответствующий общему передаточному отношению / 1 л. Затем проведите прямую линию через этот сегмент и точку, помеченную крестиком, который соответствует общему количеству шагов. Пересечение этой прямой с левой вертикальной шкалой указывает передаточное число первой ступени / 12. Например, для f1 = 100 и lopt = 6 мы решили, что f12 = 1.5 (рисунок 14.13). Передаточное число последующей ступени in_x составляет i 1ya / / 12. Затем в правой вертикальной шкале найдите сегмент, который соответствует передаточному отношению ступени, и нарисуйте прямую линию, которая проходит через точку, соответствующую этому сегменту, и крест, обозначенный шагом -1.
Общая ошибка передачи зависит от ошибки каждой ступени. Следовательно, чем меньше количество шагов, тем меньше ошибок. Если максимально возможное передаточное число в уравнении (14.5) равно 8, iopt = 1,11 log /, „. Это значение лопасти округляется до ближайшего целого числа. Последний шаг вносит существенный вклад в общую ошибку передачи. Максимальное передаточное число равно 8. Передаточное число первой ступени равно / | 2 = i \ n / 8π’1. Рисунок 14.13 В устройстве передачи энергии разумным условием распределения ступенчатого общего передаточного числа iXn является достижение значения напряжения, близкого к минимальной массе материала зубчатой передачи для различных ступеней.
Пересечение этой прямой и левой вертикальной шкалы указывает передаточное число второй ступени. Людмила Фирмаль
При переходе от ведущего звена редуктора к выходу частота вращения уменьшается, а крутящий момент увеличивается. Чтобы уменьшить натяжение зубьев зацепления, увеличьте ширину колеса медленного шага. Передаточное число высокоскоростной ступени может увеличивать передаточное число тихоходной, чтобы приблизить массу колеса.
Если вам потребуется заказать решение по прикладной механике вы всегда можете написать мне в whatsapp.
Источник
Разбивка передаточного числа по ступеням
Передаточное число ременной передачи принимаем U1 = 2,5 и цепной передачи U4 = 1,8 , тогда передаточное число редуктора
Общее передаточное число редуктора разобьем на передаточные числа быстроходной ступени U2 и тихоходной U3 по рекомендации, приведенной в таблице 4.5:
Таким образом, окончательно имеем:
U1 = 2,5 — передаточное число ременной передачи;
U2 = 4,77 — передаточное число быстроходной ступени редуктора;
U3 = 3,75 — передаточное число тихоходной ступени редуктора;
U 4 = 1,8 — передаточное число цепной передачи.
При этом общее передаточное число будет равно:
Мощность на первом валу равна мощности двигателя:
Мощность на втором валу
Мощность на третьем валу
Мощность на четвертом валу
PIY= PIII ∙ηп3∙ηпк= 3,65∙0,98 ∙0,99 = 3,541 кВт.
Мощность на пятом валу (для проверки) равна
Pv= PIV∙ ηп4 η пс = 3,541 ∙0,91 ∙0,98 = 3,158 кВт
Частота вращения валов привода:
Моменты на валах:
Результаты кинематического расчета
| Расчетные параметры | Номера валов | ||||
| I | II | III | IV | V | |
| Передаточное число ступени | 2,5 | 4,77 | 3,75 | 1,8 | |
| Мощность Р, кВт | 3,762 | 3,65 | 3,541 | 3,158 | |
| Обороты n, об/мин | 241,5 | 64,4 | 35,78 | ||
| Момент Т, Нм | 13,264 | 31,187 | 144,337 | 400,67 | 842,898 |
Варианты заданий для выполнения задачи 4
Необходимо изобразить кинематическую схему привода из указанных (последовательно) элементов в задании, выбрать электродвигатель, определить общее передаточное отношение привода, разбить его по ступеням, определить мощность, частоту вращения и крутящие моменты каждого вала привода.
4.1.Спроектировать привод лебедки для горизонтального перемещения груза, состоящий из электродвигателя, упругой муфты, червячного редуктора, открытой цепной передачи. Данные к расчету взять из таблицы.
| Параметры | Варианты |
| F, kH | |
| V, м/мин | |
| D, мм | |
| Срок службы привода, лет |
4.2. Спроектировать привод ленточного конвейера для транспортировки угля, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи, цилиндрического одноступенчатого редуктора, цепной муфты. Данные к расчету взять из таблицы.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Тяговая сила ленты F, кН | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,52 | 2,4 | 2,6 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
| Скорость ленты V, м/с | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 |
| Диаметр барабана D, мм | ||||||||||
| Срок службы L, лет |
4.3. Спроектировать привод ковшового элеватора для транспортировки сухого песка, состоящий из электродвигателя, муфты,, конического одноступенчатого редуктора, открытой цепной передачи. Данные к расчету взять из таблицы.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Тяговая сила цепи F, кН | 1,0 | 1,3 | 1,5 | 1,5 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,2 | 2,6 | 2,8 |
| Скорость ленты V, м/с | 1,5 | 1,7 | 1,9 | 2,0 | 2,2 | 2,3 | 2,5 | 2,2 | 2,0 | 1,8 |
| Диаметр барабана D, мм | ||||||||||
| Срок службы привода L, лет |
4.4. Спроектировать привод бегунов для приготовления формовочной земли, состоящий из электродвигателя, муфты,, двухступенчатого червячно-цилиндрического редуктора, иуфты. Данные к расчету взять из таблицы.
| Исходные данные | Варианты | |||||||||
| Тяговое усилие ленты Р, кН | 5,0 | 8,5 | 7,5 | 6,5 | 9,0 | 8,0 | ||||
| Скорость ленты V, м/с | 0,5 | 0,3 | 0,7 | 0,4 | 0,35 | 0,5 | 0,25 | 0,3 | 0,3 | 0,25 |
| Диаметр барабана D, мм | ||||||||||
| Срок службы L, лет |
4.5. Спроектировать привод к аппарату с механическим перемешивающим устройством, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи, цилиндрического одноступенчатого редуктора, упругой муфты. Данные к расчету взять из таблицы.
Источник
Разбивка передаточного числа привода
2.2.1 Разбивка передаточного числа привода по ступеням
При разбивке передаточного числа привода на передаточные числа отдельных передач следует помнить, что чем больше передаточное число передачи, тем больше ее габариты. Закрытые передачи (зубчатые и червячные) более компактные, чем открытые (ременные и цепные), и увеличение передаточного числа закрытых передач меньше скажется на увеличении габаритов и массы всего привода.
Поэтому, если привод состоит из редуктора и открытых передач, то для обеспечения минимальных габаритов и массы привода передаточные числа открытых передач следует принимать как можно ближе к минимальному рекомендованному передаточному числу.
Обычно, если привод состоит из редуктора и открытой передачи, то последовательность расчета следующая:
,
где 
– предварительное значение передаточного числа открытой передачи,
– минимальное рекомендованное значение передаточного числа открытой передачи (по табл. 1.3).
,
где 
– предварительное значение передаточного числа редуктора.
Если полученное £ 
(см. табл. 1.3, 1.4 или 1.5), то по ГОСТ 2185-66 для одноступенчатых цилиндрических и конических закрытых зубчатых передач (редукторов) передаточные числа 
рекомендуется принимать:
1-й ряд – 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3
2-й ряд – 2,24 2,8 3,55 4,5 5,6 7,1
По ГОСТ 2144-76 для одноступенчатых закрытых червячных передач (редукторов) с червяком с числом витков 
= 1; 2; 4 передаточные числа рекомендуется принимать:
1-й ряд – 10 12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80
2-й ряд – 11,2 14 18 22,4 28 35,5 45 56 71
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
После принятия стандартного значения , уточняем значение передаточного числа открытой передачи:
.
Для двух- и трехступенчатых редукторов передаточное число можно не округлять:
= .
Если полученное > , передаточное число редуктора принимается максимальным (по рекомендациям табл. 1.3, 1.4 или 1.5), и уточняется значение передаточного числа открытой передачи:
= , .
Если в привод входит червячный редуктор, то после уточнения передаточного числа следует уточнить КПД редуктора 
(табл. 1.1), КПД привода 
и требуемую мощность электродвигателя 
(п. 2.1.2).
2.2.2 Разбивка передаточного числа редуктора
Для двух- и трехступенчатых редукторов рекомендуемое (в числителе) и предельное (в знаменателе) значения передаточных чисел редуктора и рекомендуемое соотношение передаточных чисел ступеней приведено в таблице 1.4 и 1.5 соответственно.
Передаточные числа в двухступенчатых редукторах.
| Редуктор | Схема | Передаточное число | ||
| * |  |  | ||
| Двухступенчатый по развернутой схеме |    |  |  |  |
| Двухступенчатый соосный |  |  |  |  |
| Двухступенчатый соосный с внутренним зацеплением |  |  |  |  |
| Коническо-цилиндрический |  |  |  |  |
| Цилиндрическо-червячный |  |  | 1,6…3,15 |  |
| Червячно-цилиндрический |  |  | | 4…6,3 |
| Планетарный двухступенчатый: |  | |||
 |  | |||
 |  | 6,3 | ||
 |  | |||
| Примечания: 1) * В числителе приведены рекомендованные значения , в знаменателе – предельные значения . 2) Б – быстроходная ступень, Т – тихоходная ступень. |
Передаточные числа в трехступенчатых редукторах.
| Редуктор | Схема | Передаточное число | |||
| * | |  | | ||
| Трехступенчатый цилиндрический |  |  |  | по графику рис. 1.1 | по графику рис. 1.1 |
| Трехступенчатый коническо-цилиндрический |  |  | |  |  |
| Примечание: 1) * В числителе приведены рекомендованные значения , в знаменателе – предельные значения . 2) Б – быстроходная ступень, Пр – промежуточная ступень, Т – тихоходная ступень. | |||||
 | |||||
| Рис. 1.1. График для определения uТ и uПр в трехступенчатых редукторах |
Для коробок передач (рис. 1.2) передаточное число каждой последующей пары зубчатых колес получают умножением предыдущего на знаменатель геометрической прогрессии 
:
.
Стандартные значения следующие: 1,12; 1,25; 1,40; 1,60; 1,80; 2,00.
Наименьшее передаточное число коробки передач может быть равно единице.
Источник