Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Графический метод определения передаточного отношения трехступенчатого редуктора

Графический метод определения передаточного отношения трехступенчатого редуктора

Прежде всего, необходимо разобраться, что такое передаточное число редуктора. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора Ч-100-40. В данном случае цифра 40 обозначает передаточное число (отношение) редуктора. Что это значит: при вращении быстроходного вала (входного) тихоходный вал (выходной) должен сделать один оборот вокруг своей оси за 40 оборотов входного вала.

Далее необходимо понимать различие между двумя понятиями: передаточное число фактическое и передаточное число номинальное. Номинальное передаточное число – это округленное фактическое передаточное число, это необходимо для удобства и стандартизации обозначения. Пример: редуктор Ч-100 может иметь передаточное отношение фактическое 7,75, а номинальное будет равно 8 и так далее: 10=10; 12=12,5; 15,5=16; 20=20; 24=25; 31=31,5; 40=40; 48=50; 64=63; 84=80.

Теперь рассмотрим способы определения передаточного числа редуктора, в случае если не читается бирка и отсутствует, какая либо документация на оборудование.

  1. Первый способ универсален для практически любого типа редуктора или редукторной части оборудования, будь то червячный, цилиндрический, конический, планетарный и так далее редуктор. Для этого необходимо покрутить быстроходный вал и количество его оборотов за один оборот тихоходного вала и будет означать фактическое передаточное число.
  2. Второй способ применяется в случае первого варианта и отсутствием возможности прокрутить и посчитать обороты выходного вала. Здесь существуют различия между методами определения передаточного числа червячного редуктора и, например цилиндрического:

А. Рассмотрим на примере червячного одноступенчатого универсального редуктора 1Ч-160.

Прежде всего, необходимо посчитать количество зубов червячного колеса фото № 1.

no1

У нас получилось 32 зуба.

Затем количество заходов витка на червячном валу фото № 2.

no2

Количество заходов 1.

Теперь 32 делим на 1 получается фактическое передаточное число редуктора 1Ч-160 равное 32.

Теперь рассмотрим способ подсчета передаточного числа червячного редуктора на примере Ч-125.

Считаем количество зубов на червячном колесе фото № 3.

no3

У нас получается 52 зуба.

И считает количество заходов витка на червячном валу фото № 4 и № 5.

no4

no5

У нас получилось число равное 4.

Теперь 52 делим на 4 получается фактическое передаточное число редуктора Ч-125 равное 13.

Как посчитать передаточное число не вскрывая редуктор.

Взято тут)) oleglan2000 Можно расчитать передаточное число путём вращения редуктора за одно ведущее колесо и подсчёта соотношения количества оборотов сделанных фланцем редуктора к количеству оборотов сделанных колесом.
Для этого необходимо:
Заехать на смотровую яму,
зафиксировать автомобиль противооткатным башмаком.
Поставить КПП в нейтральное положение,
поддомкратить одно ведущее колесо (Внимание! если автомобиль имеет два ведущих моста, то подсчёт передаточного числа лучше производить на исправном мосту), и поставить метки (мелом) на колесе и на полу, так что бы они совпали.
Сохранить в Альбом

Спускаемся в смотровую яму, и делаем аналогичную метку на фланце и корпусе редуктора.
Сохранить в Альбом

Внимание! Обе метки (на колесе и на кардане), перед началом отсчёта должны совпадать.
Следующий этап выполняется с помошником (хотя если нанести метку на колесе с внутренней стороны (со стороны редуктора), то можно обойтись и без помошника). Один человек вращает поднятое колесо (в любую сторону), и в слух считает количество сделанных полных оборотов колеса, .
Сохранить в Альбом

Читайте так же:
Изготовление шаров на токарном станке

а второй человек в это время так же в слух, считает количество оборотов сделанных карданом. В случае если Вы будете вести подсчёты без помошника – Вам придётся самому одновременно считать обороты сделанные колесом и карданом.
Сохранить в Альбом

Важно вести подсчёты до тех пор, пока обе метки не совпадут максимально точно (как были поставлены первоначально). В этот момент нужно остановить вращение колеса и запомнить / записать посчитанное количество оборотов сделанных колесом и фланцем редуктора. Чем точнее Вы добьётесь совпадения меток- тем точнее будет расчёт. Можете не сомневаться – на любом автомобиле данные метки рано или поздно совпадут максимально точно. Наибольшая вероятность что это произойдёт с 16 -го по 22 -й оборот колеса.
Сохранить в Альбом

В итоге мы получили две цифры. 16 и 39 которые позволят нам определить передаточное число данного редуктора. Обратите внимание, что полученные цифры не являются передаточным числом или количеством зубьев главной пары этого редуктора- это всего лишь расчётные цифры.
Внимание! При подсчёте количества сделанных оборотов колеса / фланца будьте максимально точны и внимательны! Если сомневаетесь, лучше лишний раз повторите подсчёт.
Окончательный расчёт передаточного числа по формуле.

Поскольку механика работы дифференциала любого редуктора такова, что при вращении одного колеса (как мы и делали) – количество его оборотов удваивается, нам потребуется сделать корректировку полученных расчётных цифр (оборотов).
Корректируем число оборотов колеса, для этого полученное количество оборотов колеса необходимо поделить на 2. Пример: 16/2=8. Окончательно получаем два числа 8 и 39.
Для получения передаточного числа редуктора нужно количество оборотов кардана (большее число) поделить на количество оборотов сделанных колесом (меньшее число)
Пример: 39/8 = 4,875
Полученное число 4,875 и есть передаточное число Вашего редуктора.

Кинематический анализ планетарного механизма методом Л. П. Смирнова

Приступаем к определению передаточного отношения планетарного механизма графическим методом Л. П. Смирнова. Для этого вы уже должны были провести проектирование редуктора.

Рассмотрим построение схемы на чертеже в масштабе. Можно сразу перейти к алгоритму для нужного редуктора:

Задаем систему координат, в которой по оси Oy откладываются линейные величины в м, а по оси Ox — скорости в м/с. В этой системе координат для твердых тел строятся линии распределения скоростей, которые могут быть найдены по двум известным точкам. Кроме того, построение проводить проще, если принять модуль колес планетарного механизма равным (1). В этом случае:

Масштаб для оси Oy рассчитывается по формуле:

  • (l_) — радиус делительной окружности i-го колеса, изображенного на чертеже;
  • (r_i) — реальный радиус делительной окружности i-го колеса.

Масштаб для оси Ох рассчитывается как:

  • (l_) — отрезок вдоль оси Ох, характеризующий линейную скорость на делительной окружности i-го колеса;
  • (V_i) — линейная скорость точки на делительной окружности i-того колеса;
  • (omega_i) — угловая скорость i-того колеса;

Так как метод справедлив для любого значения угловой скорости ведущего звена (omega_1) или (omega_h), то целесообразно выбрать такое значение, которое позволит выполнить построение без загромождения чертежа.

Постановка масштабов является технически грамотным действием, но в рамках метода Смирнова не несет практического смысла и требуется не всегда.

Число зубьев солнечного колеса 1 (Z_1=21), на чертеже длина отрезка 10 мм, тогда:

Масштаб выбираем из ряда ГОСТ:

Пересчитываем длину отрезка радиуса солнечного колеса:

Линейная скорость точки (A), лежащей на делительной окружности солнечного колеса, на чертеже выражена отрезком длиной 50 мм, тогда:

Пересчитанная длина линейной скорости точки (A) на чертеже:

После определения масштабных коэффициентов приступаем к нахождению передаточных отношений для каждой схемы планетарных редукторов.

Однорядный планетарный редуктор

  • Проводится линия распределения скоростей, под углом, соответствующим рассчитанному отрезку линейной скорости точки (A).
  • Проводится скорость точки (A), обозначается точка (A’).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по сателлитам необходимо определить 2 точки. Так как мгновенные скорости солнечного колеса 1 и сателлита 2 в точке (A’) равны, то одна точка на данный момент известна. Вторую точку определим из условия, что корона (эпицикл) остановлена, поэтому мгновенная скорость точки С для короны и сателлита равна нулю. По полученным точкам (A’) и (C) проводится линия распределения скоростей по сателлиту 2.
  • Определяется скорость точки (B), принадлежащей сателлиту.
  • Проводится скорость точки (B), обозначается точка (B’).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по водилу h необходимо 2 точки. Так как точка (B) принадлежит сателлиту и водилу, то мгновенные скорости в них равны. Вторая точка находится из условия, что водило соосно с солнечным колесом, поэтому при (r=0) скорость также будет равна (0).
  • Проводится линия распределения по водилу через найденные точки.
  • Передаточное отношения вычисляется по формуле, с учетом общего катета (OA):

Используя переключатели, вы можете увидеть графическую интерпретацию алгоритма нахождения передаточного отношения.

Этапы

Двухрядный планетарный редуктор со смешанным зацеплением

  • Проводится линия распределения скоростей, под углом, соответствующим рассчитанному отрезку линейной скорости точки (A).
  • Проводится скорость точки (A), обозначается точка (A’).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по сателлитам необходимо определить 2 точки. Так как мгновенные скорости солнечного колеса 1 и сателлита 2 в точке (A’) равны, то одна точка на данный момент известна. Вторую точку определим из условия, что корона (эпицикл) остановлена, поэтому мгновенная скорость точки С для короны и сателлита равны нулю. По полученным точкам (A’) и (C) проводится линия распределения скоростей по сателлитам 2 и 3.
  • Определяется скорость точки (B), принадлежащей сателлиту.
  • Проводится скорость точки (B), обозначается точка (B’).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по водилу h необходимо 2 точки. Так как точка (B) принадлежит сателлиту и водилу, то мгновенные скорости в них равны. Вторая точка находится из условия, что водило соосно с солнечным колесом, поэтому при (r=0) скорость также будет равна (0).
  • Проводится линия распределения по водилу через найденные точки.
  • Передаточное отношения вычисляется по формуле, с учетом общего катета (OA):

Используя переключатели, вы можете увидеть графическую интерпретацию алгоритма нахождения передаточного отношения.

Этапы

Двухрядный планетарный редуктор с двумя внутренними зацеплениями

  • Проводится линия распределения скоростей, под углом, соответствующим рассчитанному отрезку линейной скорости точки (A).
  • Проводится скорость точки (A), обозначается точка (A’).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по сателлитам необходимо определить 2 точки. Так как мгновенные скорости короны 1 и сателлита 2 в точке (A’) равны, то одна точка на данный момент известна. Вторую точку определим из условия, что корона 4 остановлена, поэтому мгновенная скорость точки С для короны 4 и сателлита 3 равны нулю. По полученным точкам (A’) и (C) проводится линия распределения скоростей по сателлитам 2 и 3.
  • Определяется скорость точки (B), принадлежащей сателлитам 2 и 3.
  • Проводится скорость точки (B), обозначается точка (B»).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по водилу h необходимо 2 точки. Так как точка (B) принадлежит сателлиту и водилу, то мгновенные скорости в них равны. Вторая точка находится из условия, что водило соосно с короной 1, поэтому при (r=0) скорость также будет равна (0).
  • Проводится линия распределения по водилу через найденные точки.
  • Передаточное отношения вычисляется по формуле, с учетом общего катета (OA):

Используя переключатели, вы можете увидеть графическую интерпретацию алгоритма нахождения передаточного отношения.

Этапы

Двухрядный планетарный редуктор с двумя внешними зацеплениями

  • Проводится линия распределения скоростей под углом, соответствующим рассчитанному отрезку линейной скорости точки (A).
  • Проводится скорость точки (A), обозначается точка (A’).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по сателлитам необходимо определить 2 точки. Так как мгновенные скорости колеса 1 и сателлита 2 в точке (A) равны, то одна точка на данный момент известна. Вторую точку определим из условия, что колесо 4 остановлено, поэтому мгновенная скорость точки С для колеса 4 и сателлита 3 равна нулю. По полученным точкам (A’) и (C) проводится линия распределения скоростей по сателлитам 2 и 3.
  • Определяется скорость точки (B), принадлежащей сателлитам 2 и 3.
  • Проводится скорость точки (B), обозначается точка (B»).
  • Для нахождения линии распределения скоростей по водилу h необходимо 2 точки. Так как точка (B) принадлежит сателлиту и водилу, то мгновенные скорости в них равны. Вторая точка находится из условия, что водило соосно с короной 1, поэтому при (r=0) скорость также будет равна (0).
  • Проводится линия распределения по водилу через найденные точки.
  • Передаточное отношения вычисляется по формуле, с учетом общего катета (OA):

Используя переключатели, вы можете увидеть графическую интерпретацию алгоритма нахождения передаточного отношения.

Этапы

На этом этапе мы рассмотрели, как происходит определение передаточного отношения планетарных механизмов методом Л. П. Смирнова графически. Такой подход возможно применить для любых планетарных механизмов, включая дифференциалы.

Кроме того, при проведении расчета в калькуляторе, вы можете построить планетарный механизм на чертеже с найденным передаточным отношением графическим методом в автоматическом режиме.

Особенности конструкции редукторов

Редуктор – механизм, подключаемый к разным типам оборудования. Отвечает за наращивание момента силы при вращении с одновременным снижением частоты оборотов рабочих органов. Предназначение такого устройства состоит в обеспечении высокой производительности приборов без раннего износа их рабочих деталей.

Конструкция редуктора включает ряд зубчатых и червячных передач, соединенных между собой последовательно, и зафиксированных в надежном жестком корпусе. Такое расположение передач определяет возможность:

  • создания оптимальных условий для периодического смазывания движущихся элементов в целях продления срока их службы;
  • соблюдения точных расстояний между осями;
  • расположения валовых опор строго соосно;
  • защиты трущихся деталей механизма от абразива, мелких частиц грязи, пыли и т. д.

Виды передач

Виды передач редукторов

Передача вращательного движения возможна при разном расположении валов, что и определяет тип используемой в нем передачи.

  1. Если элементы расположены параллельно, используется цилиндрический редуктор.
  2. При перекрестном расположении может применяться один из 3 вариантов:
    • зубчато-винтовой цилиндрический механизм;
    • червячная передача, которая, в свою очередь, делит червячный редуктор на спироидный, тороидный, с цилиндрическим/глобоидным винтом;
    • гипоидные колеса (винтовые конические зубчатые).
  3. Если рабочие органы между собой пресекаются, используется коническая зубчатая передача (в самостоятельном исполнении встречается редко).

В зависимости от количества подключенных передач цилиндрический или червячный редуктор может быть одно-, двух-, трех- и многоступенчатым. Первый его тип используется нечасто, а вот механизмы с двумя и более ступенями, в свою очередь, тоже делятся на однотипные и комбинированные. В первом случае в корпусе подключаются передачи одного типа, во втором – объединяются системы разных классов (червячно-цилиндрические или коническо-цилиндрические, например).

Передаточное отношение редуктора

Передаточное отношение редуктора

По функциональности редукторы делят на устройства общего и специального назначения. В первом случае параметры оборудования при использовании с разной техникой уже заданы ГОСТами и нормалями. Во втором могут устанавливаться специфические требования, согласно плану режима работы и условиям будущей эксплуатации приводных систем.

В зависимости от класса редуктора по назначению он может иметь разный диапазон передаточных чисел (отношений). Последние во многом задают возможности устройства и зависят от конструктивных факторов:

  • количества ступеней;
  • типа используемых передач.

В современных устройствах передаточное отношение может доходить до 100 000. Оно бывает постоянным и изменяющимся и делит все механизмы по количеству скоростей вращательного движения на одно-, двух- и многоскоростные. Первые имеют постоянное передаточное отношение, вторые и третьи – изменяющееся.

Конструкции зубчатых редукторов

Зубчатая передача редуктора

Подавляющее большинство цилиндрических, конических, коническо-цилиндрических устройств работают на эвольвентном зацеплении. Особенность данного механизма – использование колес с зубчатым профилем. К его плюсам относят простоту конструкции (изготовление шестерни и колес занимает минимум времени и требует простого инструмента независимо от зубчатого профиля) и высокую надежность. Сами профили зацепления бывают:

  • прямозубыми;
  • шевронными;
  • косозубыми.

В нашем каталоге представлены также конструкции зубчатых редукторов с комбинированными прямо- и косозубыми передачами. В частности конические и коническо-цилиндрические устройства работают на зубчатых гипоидных передачах и профилях с прямыми, косыми, криволинейными зубьями.

Принцип работы эльвовентного зацепления:

  • Сопряженные колеса плавно скользят друг по другу повсеместно, кроме пятна контакта, с небольшой скоростью.
  • На участке зубчатой сцепки происходит качение с большим радиусом.
  • За счет малой скорости проскальзывания профилей и больших радиусов раскачивания в точке зацепления достигаются высокие показатели КПД. При этом износ элементов сцепки существенно снижен, что определяет долговечность их службы.

Конструктивные особенности червячного редуктора

Червячная передача редуктора

Базовые элементы конструкции червячного редуктора:

  • колесо;
  • оси валов;
  • червяк червячной передачи (винт);
  • сами валы, расположенные перекрестно под прямым углом.

Вращательное движение в червячном редукторе передается от винта колесу. В отличие от зубчатой передачи при таком принципе действия достигается большее передаточное отношение (до 80) одной ступени, сниженная шумность работы и более плавный ход рабочих органов (обеспечивается перекрестным расположением с точным углом).

В плане особенностей исполнения корпуса зубчатый и червячный редуктор одинаково требовательны. Для обеспечения надежной долгосрочной работы систем применяется довольно сложная конфигурация «коробки», соответствующей высоким требованиям в части прочности, устойчивости к действию внешних факторов и т. д.

Выполняется корпус редуктора с червячной передачей (равно как и с цилиндрической или зубчатой, конической):

  • из серого чугуна (метод литья);
  • усиленных алюминиевых сплавов (используется реже чугунных);
  • стали с антикоррозионной обработкой (сварное изготовление, применяется в рамках индивидуального заказа под конкретные условия работы).

Особенности конструкции цилиндрического редуктора

Цилиндрическая передача редуктора

В конструкции цилиндрического редуктора используется зубчатая передача. По исполнению данные устройства делят на одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые и четырехступенчатые модели.

Расположение валов делит цилиндрические редукторы на 2 вида:

  • конструкция цилиндрического редуктора с параллельными валами;
  • соосно расположенными валами (когда расстояние между осями ниже межосевого удаления передач – к этому классу относятся все одноступенчатые модели).

Крепятся цилиндрические редукторы одним из 3 способов – на лапы, фланцы или надсадным методом. К плюсам оборудования относят более высокий КПД, чем КПД червячной передачи, отличную нагрузочную способность и долговечную службу при различных режимах эксплуатации (в том числе, с частыми пусками-остановками). Здесь же – надежность, отсутствующая опция самоторможения и малый объем вырабатываемого тепла.

Цилиндрические редукторы позволяют работать в большом диапазоне передаточных чисел, что определяет широкую сферу их применения. Такими устройствами оборудуются всевозможные станки, подъемники, мешалки, экструдеры и т. д. Особенность цилиндрической передачи – шумность при работе и требовательность в плане обслуживания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector