Кинематический и энергетический расчеты привода

Назначение привода. Общий КПД привода. Общее передаточное число.

Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному элементу машины осуществляют передаточные механизмы (в дальнейшем – приводы), согласуя при этом режимы работы двигателя с режимом работы исполнительного элемента.

Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к исполнительному элементу машины с увеличением вращающих моментов за счет уменьшения частоты вращения, называется силовой передачей или трансмиссией.

Передавая механическую энергию, приводы одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций.

1.Понижение (или повышение) частоты вращения от вала двигателя к валу исполнительного элемента.

2. Изменение направления потока мощности. Примером может служить зубчатая передача заднего моста автомобиля. Ось вращения вала двигателя, большинства автомобилей, составляет с осью вращения колес угол 90°. Для передачи механической энергии между валами с пересекающимися осями применяют коническую передачу.

3. Регулирование частоты вращения ведомого вала.

С изменением частоты вращения изменяется и вращающий момент: меньшей частоте соответствует больший момент (при трогании автомобиля с места, при съеме стружки большой толщины). Для регулирования частоты вращения ведомого вала применяют коробки передач и вариаторы. Коробки передач обеспечивают ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала, вариаторы – бесступенчатое).

4. Преобразование одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, равномерного в прерывистое и т.д.).

5. Реверсирование движения (прямой и обратный ход).

6. Распределение энергии двигателя между несколькими исполнительными элементами машины.

Общий КПД привода: η_общ=η_рп·η_кон·η_цил∙η_под³·η_цп

η_цил - КПД зубчатой цилиндрической косозубой;η_кон - КПД зубчатой конической передачи;

η_под - КПД одной пары подшипников качения (в приводе три пары подшипников);

η_рп - КПД ременной передачи;

η_цп - КПД цепной передачи;

Общее передаточное число: U_общ =U₁·U₂·U₃·U₄

U₁- передаточное число ременной передачи;

U₂- передаточное число конической зубчатой передачи;

U₃- передаточное число цилиндрической зубчатой передачи;

U₄- передаточное число цепной передачи;

Общее передаточное число определяем как отношение асинхронной частоты вращения двигателя к частоте вращения исполнительного органа: U_общ = n_асин /n_вых

где n_асин = n_синх·(1-S), S - коэффициент скольжения; n_синх- синхронная частота вращения двигателя.

Кинематический и энергетический расчеты привода

Кинематический и энергетический расчеты привода заключаются в определении мощностей на каждом из валов, частоты вращения каждого вала и крутящих моментов. Полученные данные являются исходными для последующего расчета элементов привода. Разбивку передаточных чисел привода по ступеням, производят учитывая рекомендации литературных источников и опыт проектирования и эксплуатации аналогичных приводов.

Частота вращения каждого валов привода (привод - см.выше):

n₁= n_асин ; n₂ = n₁/ U₁; n₃ = n₂/ U₂; n₄ = n₃/ U₃; n₄ = n₃/ U₃; n₅= n_вых;