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.
|