Подбор передаточных отношений

Современные двигатели для уменьшения веса, габаритов и стоимости выполняют быстроходными– с весьма узким диапазоном скоростей. В абсолютном большинстве случаев режим работы машины-орудия не совпадает с режимом работы двигателя, поэтому передача энергии от двигателя к рабочему органу машины осуществляется с помощью передаточных механизмов.

Выбор двигателя по частоте вращения целесообразно согласовать с вероятными и удобными передаточными отношениями проектируемого передаточного механизма.

Рекомендуются следующие значения передаточных отношений i (таблица 4.2) [3].

Таблица 4.2

Редуктор	i
Одноступенчатый цилиндрический	до 8
Двухступенчатый цилиндрический	8…45 max 60
Трехступенчатый цилиндрический	60…200
Многоступенчатый цилиндрический

Передаточное отношение , отношение чисел зубьев  называют передаточным числом u.

Подобрав по таблице 4.1 электродвигатель, следует сразу же определить потребное общее передаточное отношение проектируемого механизма  и убедиться в том, что оно соответствует приведенным выше рекомендациям значений передаточных отношений механизмов

 Предварительно установить диапазон частоты вращения электродвигателя проектируемой приводной электростанции можно по следующей формуле

,                              (4.5)

где  - частота вращения рабочего органа машины;

- передаточные отношения редуктора.

По полученным значениям n _э.д.min, n _э.д.max  и таблице 4.1 подбирают тип электродвигателя (отдавая предпочтение высокооборотным двигателям, которые имеют меньшие габариты, вес и стоимость).

Масса и габариты редуктора в значительной степени зависят от того, как распределено передаточное отношение по ступеням проектируемого механизма. Разбивка передаточного отношения между быстроходной и тихоходной ступенями двухступенчатого редуктора i _ред= i _б· i _т должна удовлетворять целому ряду разнообразных требований, таких как стандартные межосевые расстояния обеих ступеней, удобства смазки, не всегда хорошо согласующихся друг с другом. Дело усложняется возможностью подбора для разных ступеней материалов с неодинаковыми напряжениями и назначением различных коэффициентов ширины колеса. Кроме того, желательно, чтобы передаточное отношение каждой ступени также было одним из чисел 10-го ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6639-69.

Ориентировочные рекомендации по распределению передаточных отношений приведены на рис. 4.1 [3]. График построен по условиям минимальной массы зубчатых колес при близких допускаемых напряжениях во всех ступенях механизма.

 

Рис. 4.1. Распределение передаточных отношений

 

Предварительные значения передаточных отношений быстроходной и тихоходной ступеней двухступенчатого редуктора, исходя из вышеперечисленных рекомендаций, определяют по формулам

i _общ= i _б· i _т; i _т=0,88 ;  i _б=                   (4.6)

Определение тормозного момента и выбор тормоза ГПМ

Тормозной момент

T _т= К · ,                                       (4.7)

где К – коэффициент запаса торможения, К =1,75;

 – статический крутящий момент на тормозном валу при торможении с учетом потерь в грузоподъемном механизме, способствующий удержанию поднимаемого груза

,                          (4.8)

где F – вес поднимаемого груза;

 – диаметр барабана;

η ₀ – общий КПД грузоподъемного механизма

η ₀ = η _б· η _ред· η _м                         (4.9)

i – передаточное отношение редуктора.

По рис. 4.2 и таблице 4.3 подбираем тормозные шкивы, а колодочные тормоза с по рис. 4.3 и таблице 4.4.

 

 

Рис. 4.2. Тормозные шкивы-полумуфты

 

 

Таблица 4.3

 

Тормозные шкивы-полумуфты. Размеры в мм

 

Поверхность трения шкива		D	D 1	Цилиндрич. расточка, не боле		Коническая расточка, не боле		D 1	Число пальцев
Dm	Bm			t	d
200	95	185	140	110	50	80	49,5	20	4
300	145	280	190	110	60	105	69,5	20	6
400	185	370	250	150	70	130	89,5	35	6
500	210	470	290	-	-	130	89,5	35	8
600	245	570	400	-	-	135	89,5	40	8

 

 

 

Рис. 4.3. Колодочные тормоза типа ТКТ переменного тока

 

Таблица 4.4

 

Колодочные тормоза типа ТКТ переменного тока.

Характеристика и размеры

Типоразмер тормоза	Ширина тормозной колодки В, мм		Диаметр тормозной колодки D, мм		Тормозной момент, кГ·см при				Давление0 кГ/см^2		Отход колодки, мм		Момент якоря магнита кГ·см при		Тип магнита		Вес тормоза, кГ	Ход якоря, мм		Ход штока, мм
					ПВ 25 и 40%		ПВ 100%				норм-ный	максим-ый	ПВ 25 и 40%	ПВ 100%				норм-ный	максим-ый	норм-ный	максим-ый
ТКТ-100	70		100		200		110		1,2		0,4	0,6	55	30	МО-100Б		12	12	18	2,0	3,0
ТКТ-200/100	90		200		400		220		0,9		0,4	0,6	55	30	МО-100Б		25	12	18	2,0	3,0
ТКТ-200	90		200		1600		800		1,8		0,5	0,8	400	200	МО-200Б		37	14	21	2,5	3,8
ТКТ-300/200	140		300		2400		1200		0,8		0,5	0,8	400	200	МО-200Б		68	14	21	2,5	3,8
ТКТ-300	140		300		5000		2000		1,6		0,7	1,0	1000	400	МО-300Б		92	18	27	3,0	4,4
Типоразмер тормоза	Размеры в мм
	A	Е		F		H		K		M	N	O	R	S	T	δ	h	δ 1	d	a	c
ТКТ-100	369	130		223		250		40		65	46	37	325	110	8х8	4	100	6	13	15	120
ТКТ-200/100	514	130		290		400		60		90	55	47	430	175	11х11	6	170	8	17	20	180
ТКТ-200	591	177		367		415		60		90	55	47	430	175	11х11	6	170	8	17	20	212
ТКТ-300/200	718	177		428		547		80		120	81	72	540	250	14х14	8	210	12	21	20	270
ТКТ-300	783	243		493		570		80		120	81	72	540	250	14х14	8	240	12	21	20	280

 

 

5. Подготовка данных для расчета проектируемого передаточного механизма (двухступенчатого цилиндрического редуктора)

 

За исходную величину для определения крутящих моментов принимают найденный крутящий момент на барабане подъемно-транспортного устройства. Если принять, как обычно, обозначения валов двухступенчатого редуктора индексами: 1 – быстроходный вал; 2 – промежуточный вал; 3 – тихоходный вал, то формулы крутящих моментов запишутся в виде:

для тихоходного вала         ;                                 (5.1)

для промежуточного вала ;                       (5.2)

для быстроходного вала    .                             (5.3)

(КПД η _б, η _т учитывают КПД подшипников и КПД зубчатого зацепления ступеней).

или    ,                  где .

;                        .

Для определения частоты вращения валов за исходную величину принимают частоту вращения ротора электродвигателя.

Если двигатель присоединен к редуктору муфтой частота вращения:

для первого вала редуктора      n ₁= n _э.д;                           (5.4)

для второго вала редуктора      n ₂= n ₁/ i _б;                          (5.5)

для третьего вала                        n ₃= n ₂/ i _т.                          (5.6)