Задачи №№ 11-20

К решению этих задач следует приступить после повторения относящегося к вращательному движению материала разделов "Кинематика" и "Динамика", изучения темы 5.3 "Передачи вращательного движения", уяснения приведенных ниже методических указаний и разбора примера 13.

В предлагаемых задачах требуется определить кинематические (ω) и силовые (Р, М) параметры для всех валов многоступенчатой передачи привода. Приступая к решению задачи, следует ознакомиться с ГОСТами на условные обозначения элементов и с правилами выполнения кинематических схем. Валы и звенья нумеруются по направлению силового потока (направлению передачи движения) - от ведущего вала (вал двигателя) к ведомому валу. Индекс в обозначениях параметров валов ω, Р и М соответствует номеру вала, а в обозначениях d и z - номеру насаженного на вал звена (колеса, шкива, звездочки и т.п.). Параметры любого последующего вала определяют через заданные параметры ведущего вала при условии, что известны КПД и передаточные отношения отдельных передач привода. Напоминаем, что при последовательном соединении общее передаточное отношение равно произведению передаточных отношений отдельных передач, то же - для КПД.

Следует помнить, что для зубчатых передач передаточное число равно: 

для червячных и цепных



и для ременных

где индекс 1 относится к ведущему, а индекс 2 - к ведомому звену передачи.

Приводим таблицу средних значений КПД некоторых передач (с учетом потерь в подшипниках):

Таблица 15

Тип передачи

Закрытая

Открытая

Зубчатая цилиндрическая

0,98

0,96

Зубчатая коническая

0,97

0,95

Червячная

0,8

-

Цепная

-

0,92

клиноременная

-

0,95

Пример 13 (рис. 24)

Привод состоит из электродвигателя мощностью РДВ =11 кВт  с частотой вращения вала пдв=1460 об/мин и многоступенчатой передачи. Требуется определить: а) общие КПД и передаточное число привода; б) мощности, вращающие моменты и угловые скорости для

всех валов.

Решение

 Рис. 24

1. Кинематическая и конструктивная характеристики привода: передача двухступенчатая, понижающая (т.е. уменьшающая угловую скорость, так как в каждой ступени диаметр выходного звена больше, чем входного). Первая ступень - передача цепная, вторая - цилиндрическая косозубая Передача закрытая, т.е. в герметичном корпусе, понижающая называется редуктором. Для подсоединения к ведущему и ведомому валам редуктора предусмотрены упругие муфты.

2. КПД передач

 косозубого редуктора: ηред = 0,98;

цепной передачи: ηц.п. = 0,92;

Общий КПД передачи
η0 = ηц.п. · ηред = 0,92 · 0,98 = 0,9.

3.  Мощности на валах:

Р1 = Рдв=11кВт

P2 = P1 · ηц.п. = 11·0,92 = 10,1кВт

P3 = P2 · ηред = 10,1·0,98 = 9,9 кВт

Мощность на третьем валу можно было определить и иначе:

P3 = P1 · η0 = 11·0,9 = 9,9кВт

Передаточные числа отдельных передач:

Передаточные отношения равны передаточным числам. Общее передаточное отношение передачи

и0 = иред · иц.п. = 4 · 3 = 12.

4. Угловые скорости валов: 


Отсюда

отсюда 

Угловую скорость третьего (выходного) вала можно было определить и иначе:

1.  Вращающие моменты на валах:

В понижающих передачах понижение угловых скоростей валов сопровождается соответствующим повышением вращающих моментов. Мощности на валах снижаются незначительно вследствие потерь на трение в подшипниках и при взаимодействии звеньев.