Конструирование современных мотор-редукторов (Иванов_АС Муркин_СВ)2012г (1257632), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для создани я соответствующеговращающего момента на выходе такого редуктора требуетсядвигатель соответственно в ÷105 раз меньшей мощности посравнению с двухступенчатым редуктором. Естественно массатакого двигателя оказывается меньшей, что существенноснижает относительную массу трехступенчатых моторредукторов по сравнению с двухступенчатыми.1.3 Передаточные числа и КПД современных моторредукторовПередаточноечислоuмотор-редуктораравнопроизведению передаточных чисел k его ступенейu = u1…ui…uk,где ui – передаточное число i-й ступени.Максимальные величины передаточных чисел umaxiступеней мотор-редуктора приведены в табл.
1.2.Коэффициент η полезного действия (КПД), как известно,есть отношение полезной работы к затраченной. КПД моторредуктора равен произведению КПД η = η1 η1...ηi…ηk его kступеней, где ηi – КПД i–й ступени. Величины ηi ступенейредуктора приведены в табл. 1.3ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»8Таблица 1.2Максимальные величины передаточных чисел umaxi ступенеймотор-редуктораСтупеньumaxiЗубчатая цилиндрическая: промежуточная и тихоходная6,3быстроходная12,5Коническая зубчатая6,3Планетарная с одновенцовыми сателлитами8,5÷10Червячная100Волновая одноступенчатая80÷150Цевочная71Спироидная72Таблица 1.3КПД ступеней редуктораСтупеньЗубчатая цилиндрическая при скорости до 12 м/сЗубчатая цилиндрическая при скорости от 12 до 25 м/сКоническая зубчатая при скорости до 12 м/сКоническая зубчатая при скорости от 12 до 25 м/сПланетарная с одновенцовыми сателлитамиηi0,98÷0,985*0,99*0,97÷0,98*0,98*0,92÷0,99*Быстроходная зубчатая цилиндрическая или коническаяпри смазке подшипников пластичным смазочнымматериалом0,93÷0,95Червячная0,38÷0,92**Волновая0,85÷0,9Цевочная0,80÷0,92Спироидная0,9* – По данным работы [25].** – Диапазон изменения КПД указан для случая [18], когда венецчервячного колеса изготовлен из бронзы (наиболее распространенныйслучай).
КПД червячных передач повышается с уменьшениемпередаточного числа ступени, так как увеличивается угол наклонавинтовой линии червяка, и увеличением размера передачи, то есть свозрастанием скорости скольжения. Наибольшие значения КПДдостигнуты при использовании в качестве жидкого смазочного материалаОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»9синтетического масла на полигликолевой основе (см. раздел 3.2 иприложение А).1.2.Контрольные вопросыКакой параметр служит основным критерием технического уровнямотор-редукторов?Какое передаточное число достигнуто в быстроходнойцилиндрической ступени мотор-редукторов?ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»102 Соединения валов двигателя и редуктораВозможныеспособысоединениядвигателяицилиндрического, коническо-цилиндрического, а такжечервячного редукторов представлены [12] на рис.
2.1, гдеа, д, и – соединения «вал в вал», б, е, к – соединениякомпенсирующей муфтой, в, ж, л – соединения шестерней,г, з, м – соединение клиноременной передачей.Рис. 2.1Соединение «вал в вал» используют: при стремлении куменьшениюгабаритныхразмеровимассы;принеобходимости жесткого соединения для получения точногопозиционирования и точной скорости перемещений; пристремлении к уменьшению приведенного момента инерцииОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»11привода. Это соединение компактно, но чрезвычайночувствительно к погрешностям изготовления и сборкипривода.
С увеличением этих погрешностей возрастают силы вопорах соединяемых валов двигателя и редуктора, а такжевозникаетвозможностьвозникновенияфреттингавсоединении. Как известно, фреттинг неподвижных соединений– это разновидность повреждений, которые возникают, когдадвеповерхности,соприкасающиесяиноминальнонеподвижные по отношению друг к другу, испытываютлокальныенебольшиепериодическиеотносительныесмещения.При соединении валов двигателя и редуктора сиспользованиемкомпенсирующеймуфтыудаетсяскомпенсировать достаточно большие погрешности сборкипривода. При этом несколько увеличивается размер приводапо длине.
Консольная радиальная нагрузка на соединяемыевалы приближенно составляет 0,2 от окружной силы на муфте.Если валы двигателя и редуктора соединить шестерней,то габаритный размер червячного или коническоцилиндрическогомотор-редукторанезначительноувеличивается по длине.
В этом случае мотор-редукторстановитсясоответственноцилиндро-червячнымилицилиндро-коническо-цилиндрическим. Соединяемые валынагружаются силами, действующими на зубья шестерни.Соединение с использованием клиноременной передачиувеличивает габаритный размер мотор-редуктора по высоте.Нагрузка на соединяемые валы определяется консольнойрадиальной силой предварительного натяжения ремней.Сравнительный анализ (рис.
2.2 [22]) степенираспространенности различных соединений валов двигателя иОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»12редукторавмотор-редукторахобщепромышленногоприменения 72 фирм 17 стран показал, что три видасоединений: «вал в вал» (белая заливка), компенсирующеймуфтой (черная заливка), с использованием зубчатой передачи(серая заливка) – достаточно распространены в современныхмотор-редукторах, изготавливаемых как в странах Запада, таки в России. Соединения ременной передачей в этот анализ невошли, поскольку они находят применение только унекоторых фирм-изготовителей [Browning(США), SEW(Германия), Sumitomo (Япония) и др.] мотор-редукторов.Рис. 2.2Соединение «вал в вал» использует фирма Bockwoldt(Германия) в цилиндро-коническо-цилиндрическом моторредукторе.ФирмыRotor(Нидерланды),Renold(Великобритания),Innovari (Италия) применяет такоесоединение в одно-, двух- и трехступенчатых цилиндричекихзубчатых мотор-редукторах.
Соединение муфтой характерноОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»13для мотор-редукторов фирм Stöber, Bauer (Германия) и др. Еговыполняют с использованием зубчатой муфты, муфты созвездочкой,МУВПидр.Соединениешестернейраспространено в Германии (фирмы SEW, Bauer, Nord),Великобритании (фирма Renold), США (фирма Baldor Dodge),Италии (фирмы Innovari, Rossi) и др. странах.2.1 Соединение «вал в вал»В мотор-редукторах применяют три вида соединения«вал в вал»: 1) как вал двигателя так и вал редуктораустановлены на двух опорах, вращающий момент передаетшпоночное соединение; 2) как вал двигателя так и валредуктора установлены на двух опорах, вращающий моментпередают короткие шлицы; 3) вал двигателя установлен надвух опорах, а входной вал редуктора – на одной, вращающиймомент передается соединением с натягом, создающимсязатяжкой винтов клеммового соединения.На рис. 2.3 представлены эти виды соединенийприменительнокцилиндро-коническо-цилиндрическомумотор-редуктору: первый (а) – мотор-редуктор фирмы PujolMuntala (Испания); второй (б) – мотор-редуктор фирмы ZAE(Германия); третий (в) – мотор-редуктор фирмы Bauer(Германия).
Первый вид соединения также применяют фирмыGFC и Bockwoldt (Германия), Renold (Великобритания), Rossi(Италия), ООО «Можга-редуктор», ОАО «Редуктор» г. Барыш,ОАО «Редуктор» г. Ижевск (Россия) и др. Соединение второговида, кроме того, распространено среди фирм Swedrive(Швеция), Bonfiglioli (Италия) и др. Третий вид соединениятакже используют фирмы KEB (Великобритания) и др.ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»14Рис. 2.3ОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В.
«Конструирование современных мотор-редукторов»15Пример соединения третьего вида применительно кпланетарному мотор-редуктору фирмы ZF (Германия)приведен на рис. 2.4 (двигатель на рисунке не показан).Рис. 2.4Как известно, стержень, закрепленный в одной опоре(рис. 2.5, а), образует механизм. Чтобы стерженьзафиксировать в пространстве, достаточно его установить надвух опорах (рис.
2.5, б). Если число опор увеличить, тосистема становится статически неопределимой и дляопределения реакций в опорах необходимо кроме уравненийравновесия, составлять условия совместности перемещений.Когда валы несоосны или имеется их перекос, опоры,расположенныевблизисоединения,оказываютсянагруженными силами, которые могут превосходить реакции вопорах от рабочего процесса.
Четырехопорный вал безшарнира (рис. 2.5, в) – это расчетная схема соединения «вал ввал» первого вида, четырехопорный вал с шарниромОглавлениеИванов А.С., Муркин С.В. «Конструирование современных мотор-редукторов»16(рис. 2.5, г) – расчетная схема соединения «вал в вал» второговида, трехопорный вал (рис. 2.5, д) – расчетная схемасоединения «вал в вал» третьего вида.Рис.
2.5Так как соединение «вал в вал» образует статическинеопределимую расчетную схему соединяемых валов, топогрешности изготовления и сборки могут привести квозникновению значительных сил в опорах. Чтобы ограничитьвеличины этих сил, необходимо учесть взаимосвязь реакций вопорах с погрешностями расположения поверхностей деталей,изгибной жесткостью валов, контактной жесткостьюподшипников, радиальными зазорами в подшипниках иназначать допуски расположения из расчета рассматриваемойстатически неопределимой системы.Кроме увеличения реакций в опорах, снижающего ресурсподшипников, в соединении «вал в вал» возможновозникновение фреттинга в сопряжении контактирующихповерхностей выходного конца вала двигателя и отверстия ввале редуктора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
