Кинематический расчет привода

Под кинематическим расчетом понимается определение общего передаточного отношения привода, разбивка его по передаточным числам передач (по ступеням) и определение частоты вращения каждого вала.

Общее передаточное отношение привода определяется по формуле

, (27)

где – номинальная частота вращения вала электродвигателя, a – частота вращения приводного вала машины.

Разбивка передаточного отношения производится по зависимости

, (28)

где – передаточные числа отдельных передач (ступеней).

Формула (28) допускает много вариантов решений. Целесообразность того или иного решения оценивается по оптимальности конструкции привода (габаритные размеры, стоимость) или каким-либо условиям, предъявляемым к приводу. Разбивку обычно проводят в следующей последовательности: для всех передач, за исключением одной, передаточные числа назначают, исходя из средних значений, а для оставшейся передачи передаточное число определяется из отношения общего передаточного отношения к произведению назначенных передаточных чисел. При этом следует помнить, что для зубчатых и червячных передач передаточные числа стандартизованы. Выборки из стандартов передаточных чисел приведены в таблице 5. Предпочтение выбора отдается первому ряду.

Чтобы получить оптимальное решение необходимо спроектировать конструкцию привода при разных вариантах выбранных передаточных чисел передач и остановиться на наиболее целесообразном. Для более быстрого решения этой задачи ниже приводятся некоторые рекомендации по выбору передаточных чисел отдельных передач.

Таблица 5 Стандартные передаточные числа (выборка)

У цепных и ременных передач с целью ограничения диаметра ведомых звездочки и шкива не следует назначать передаточные числа более 2,5.

Для двухступенчатых цилиндрических редукторов с развернутой схемой (с последовательным расположением валов) с целью создания хороших условий смазки желательно иметь одинаковые диаметры ведомых колес первой и второй ступеней редуктора. В этом случае передаточное число первой ступени (быстроходной передачи) рекомендуется определять по зависимости

(29)

где – передаточное отношение редуктора.

При этом, в конечном итоге, желательно иметь следующее соотношение: , где – передаточное число второй ступени (тихоходной передачи). В соосных цилиндрических редукторах как, с внешним, так и с внутренним зацеплением можно принимать .

В коническо-цилиндрических двухступенчатых редукторах равенство диаметров колес можно обеспечить лишь при небольших передаточных отношениях. Поэтому, следует стремиться к получению таких отношений за счет выбора частоты вращения вала двигателя. При этом, желательно, иметь .

Передаточные числа червячных передач в одноступенчатых червячных редукторах рекомендуется назначать такими, чтобы получить двухзаходный червяк, т.е. в пределах 16...31,5. Передаточное число цилиндрической передачи в двухступенчатом цилиндро-червячном редукторе из условия лучшей компоновки и смазки редуктора не следует принимать больше 1,6...2,5.

В червячно-цилиндрических редукторах с целью экономии цветного металла для венца червячного колеса и повышения кпд редуктора передаточное число рекомендуется принимать равным , но при этом необходимо учитывать, что передаточное число зубчатой передачи не должно превышать 6,3 для обеспечения жесткости вала шестерни.

В двухступенчатых червячных редукторах, как правило, передаточные отношения первой и второй ступеней одинаковые.

Частота вращения валов привода для заполнения матрицы 1 определяется по зависимостям:

(29)

где – частота вращения валов соответственно от электродвигателя до приводного вала машины.

Полученные значения не должны отличаться от требуемой частоты вращения приводного вала машины более, чем на ± 5%.

Следует отметить, что выбранные передаточные числа сконструированных передач могут незначительно изменяться, но при этом частота вращения приводного вала машины также не должна отличаться более чем на ± 5% от заданной.