Введение Теория Курсовое проектирование Информационные источники Об издании

ГЛАВА 2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОРОБОК СКОРОСТЕЙ И ПОДАЧ

2.1 Определение коэффициента полезного действия коробок скоростей и подач

В коробках скоростей и подач, как и в любом механизме, часть мощности затрачивается на преодоление вредных сопротивлений трения, возникающих при работе их кинематических пар. Эти потери оцениваются значением коэффициента полезного действия, под которым понимается отношение эффективной (полезной) мощности к мощности электродвигателя, подводимой к входному валу коробки. Следовательно, величина КПД коробок скоростей и подач может быть определена из соотношения

,

(1)

или

,

(2)

где Nэ - эффективная мощность коробки;

Nс - мощность, затрачиваемая на преодоление вредных сопротивлений в элементах кинематических цепей коробок скоростей и подач.

Как видно из зависимости (2), чем меньше Nс и чем больше Nэ , тем значение КПД будет выше.

Однако величина η может меняться не только в зависимости от полезной мощности, но и от чисел оборотов, кинематической схемы привода, конструкции его элементов и их изготовления, от смазки и ее температуры.

При отсутствии опытных данных оценка η производится ориентировочно, что может привести к ошибкам, особенно большим в случае быстроходного выходного вала коробки (n ≥ 1000 об/мин). Ориентировочной оценки к. п. д. кинематической цепи коробок скоростей и подач можно избежать, если условно определять его как произведение к. п. д. промежуточных кинематических пар

,

(3)

где η1, η2, η3,..., ηn, - средние значения КПД кинематических пар, входящих в кинематическую цепь коробок скоростей и подач;

а, б, в,...,m - число одинаковых кинематических пар, входящих в кинематическую цепь коробок.

Зависимость (3) верна только при последовательной передаче мощности. Подшипники, на которые опирается любой вал привода, работают параллельно, и КПД, учитывающий потери в подшипниках каждого вала, должен выражаться одним из сомножителей в зависимости (3).

Таблица 2.1 Средние значения КПД различных кинематических пар без учета потерь в подшипниках

Кинематические пары цепи

КПД

Примечание

в масляной ванне

открытая

Зубчатая передача

цилиндрические шестерни со шлифованными  зубьями

0,96-0,99

0,93-0,95

 

цилиндрические шестерни с фрезерованными зубьями

0,95-0,98

0,92-0,94

 

конические шестерни

0,95-0,97

0,91-0,93

 

Червячная передача

однозаходная несамотормозящая

0,70-0,80

0,60-0,70

Для самотормозящейся передачи 0,40-0,45

двухзаходная

0,75-0,82

 

 

трехзаходная

0,82-0,85

 

 

четырехзаходная

0,85-0,90

 

 

Ременная передача

плоскоременная

0,95-0,96

 

клиноременная

0,93-0,95

 

Цепная   передача

втулочно-роликовой  цепью

0,96

0,91

 

зубчатой цепью

0,97

0,94

 

 

В таблице 2.1 приведены общепринятые при расчетах средние значения КПД распространенных кинематических пар.

Потери на трение в подшипниках оцениваются следующими коэффициентами:

для одной пары подшипников качения η= 0,99-0,995;

для одной пары подшипников скольжения η= 0,95-0,98 в зависимости от условий смазки.

Механические приводы требуют еще учета КПД электродвигателя порядка 0,85-0,88. Необходимо, однако, иметь в виду, что вычисленная таким способом величина η' будет мало отклоняться от действительного η только при настройке привода на расчетную цепь передач и отвечающие ей определенные числа оборотов валов, при которых найдены размеры элементов передач привода из расчета на полную установленную мощность электродвигателя.

При расчете с той же мощностью на более высоких скоростях вращения валов, чем при расчетной цепи передач, элементы передач привода будут работать в условиях недогрузки по сравнению с расчетной мощностью, допустимой при увеличенных скоростях вращения, и выражение для η' будет давать преувеличенные значения КПД.