Проектный расчет привода с одноступенчатыми редукторами и открытыми передачами

Для одноступенчатых редукторов ряд конструктивных ограничений выпадает в силу их особенностей устройства и основные требования сводятся к следующему: наименьшие масса, габариты и стоимость, наибольший КПД, обеспечение жесткости, надежности, квалиметрических требований и конструктивных ограничений.

Необходимо отметить, что одноступенчатые редукторы часто применяются, как объект курсового проектирования, совместно с открытыми передачами (ременные или цепные, редко зубчатые), поэтому диаметр шкива (или звездочки d ₀), размещенного на валу редуктора, не должны превышать более, чем на 20% диаметр вершин зубьев колеса (d₀ = 1,2 d _a2). Это ограничение вызвано необходимостью установки кожуха для открытых передач, размеры которых не должны выходить за пределы рамы или плиты.

Обычно проектный расчет привода проводят с помощью пакета прикладных программ на ЭВМ в два этапа. Это затрудняет применение САПР, в этой связи надо рассмотреть проектный расчет с конструктивных ограничений.

Под конструктивными ограничениями понимают прежде всего возможность изготовления зубьев шестерни и обеспечение необходимой прочности и жесткости быстроходного вала, возможность размещения в корпусе редуктора стяжных винтов между подшипниками валов. Чем больше передаточное число редуктора – u _ред и выше поверхностная твердость зубьев, тем труднее удовлетворить конструктивным ограничениям.

Исходя из условия обеспечения необходимой прочности и жесткости предлагается вычислять диаметр – d (мм) концевого участка быстроходного вала:

(1)

где К =7 для цилиндрических и К =8 для конических передач; Т _Б – вращающий момент на валу в Нм.

Однако, необходимо помнить, что диаметр выходного конца не должен отличаться от диаметра электродвигателя более при соединении с помощью муфты.

Для обеспечения жесткости вала желательно выполнение условия:

- для шестерни цилиндрической передачи редуктора диаметр впадин

d_f1= 1,25 d; (2)

- для шестерни конической передачи средний диаметр

d_m1= 1,35 d (3)

- для передвижной цилиндрической блок – шестерни коробки передач

d_f1= 1,8 d; (4)

здесь d – диаметр выходного конца вала.

В качестве критерия оптимальности наиболее часто применяют массу и стоимость редуктора.

Обычно расчет зубчатых передач проводят для нескольких сочетаний твердостей, варьируемых при этом:

I – улучшение шестерни и колеса (У₁+У₂).

II – закалка шестерни и улучшение колеса (З₁+У₂).

III - закалка шестерни и колеса (З₁+З₂) или цементация шестерни и закалка колеса (Ц₁+З₂).

- коэффициент ширины зубчатого венца для КПП и для одноступенчатого редуктора.

- u ₁, u ₂, u ₃… распределение общего передаточного числа между передачами.