Recenze

Výpočet kinematických a výkonových charakteristik mechanických převodů

Uvažujme vzorce a příklady pro výpočet kinematických a výkonových charakteristik a parametrů mechanických převodů, převodovek a pohonů:

soukromé a úplné převodní vztahy,
úhlové rychlosti a rychlosti otáčení hřídele,
výkonové a točivé (momentové) momenty na hřídelích,
celková hodnota účinnosti (koeficient účinnosti)

pro dvou- a vícestupňové mechanismy.

Vzorce pro výpočet kinematických a výkonových parametrů mechanických převodů

Stanovení převodových poměrů stupňů mechanismu

Pro výpočet a určení velikosti převodových poměrů stupňů mechanismu se v závislosti na dostupných údajích používají následující vzorce:

zde:
ω – úhlové rychlosti otáčení příslušných kol zkoumaných ozubených kol [rad/s] nebo [s -1 ];
n – rychlost otáčení hnacího a hnaného kola (hřídel) [ot./min];
d (r) – průměry (poloměry) ozubených kol a řemenic řemenových a řetězových pohonů [mm];
z je počet zubů příslušných kol.

Je třeba poznamenat, že při určování převodového poměru prostřednictvím úhlových rychlostí a frekvencí otáčení se výpočet provádí prostřednictvím přímého poměru (v čitateli hodnota hnacího hřídele (kola), ve jmenovateli – hnaného).
Při výpočtu převodového poměru přes průměry a počet zubů se používá inverzní poměr.

Výpočet úhlové rychlosti a frekvence otáčení každého mechanického hnacího hřídele

Úhlová rychlost každého hnacího hřídele, převodovky nebo mechanické převodovky se vypočítá pomocí vzorce

postupně přes jednotlivé fáze mechanismu.

Závislost úhlové rychlosti na rychlosti otáčení hřídele je určena vztahem

a proto naopak rychlost otáčení závisí na úhlové rychlosti hřídele podle následujícího vzorce

Výpočet výkonu na hřídelích převodovky

Výkon rotačního pohybu hřídelí P (lze označit i písmenem N), [W], [kW], klesá úměrně účinnosti. převod a sada ložisek (podpěr) hřídele. Vypočteno pomocí vzorců

zde
η₁, h₁ – koeficienty účinnosti příslušných mechanických převodů (ozubené, šnekové, řemenové nebo řetězové).
η_п – účinnost párů ložisek nebo podpěr hřídele.

Výpočet momentů na hnacích hřídelích

Velikost momentu/momentu M (nebo T) [Nm] na hřídelích mechanických převodovek, převodovek a násobičů se vypočítá pomocí vzorců:

v závislosti na výkonu P (nebo N) [kW] a úhlové rychlosti [rad/s], [s -1 ]

nebo otáčky hřídele n [ot./min]

Zde se koeficient 9550 získá převodem úhlové rychlosti na rychlost otáčení

Podle toho lze pomocí inverzních vzorců vypočítat závislost výkonu [kW] na točivém momentu

Stanovení celkové účinnosti a převodového poměru hnacího mechanismu

Celkový převodový poměr kinematického řetězu sestávajícího z n po sobě jdoucích párů ozubených kol nebo řemenic je určen součinem všech převodových poměrů párů mechanismů.

Stejně tak celková efektivita celý hnací mechanismus nebo převodovka (při sériovém zapojení mechanických zařízení) je určena součinem všech dílčích koeficientů účinnosti převodových stupňů včetně účinnosti. páry hřídelových ložisek (podpor).

Příklady výpočtu kinematických a výkonových charakteristik ozubených kol

Výpočet dvoustupňového pohonu stroje

Účel práce: Naučit se určovat kinematické a výkonové charakteristiky pohonů složených z řady sériově zapojených ozubených kol.

Úkol: U pohonu stroje skládajícího se z mechanických převodů určete úhlové rychlosti a frekvence otáčení na hřídelích, výkony a momenty na hřídelích s přihlédnutím k účinnosti, převodovým poměrům všech stupňů a pohonu a celkové účinnosti pohonu. řídit.

Přečtěte si více

Jak dlouho můžete uchovávat polévku se zakysanou smetanou v chladničce: Pochopení složitosti skladování – Telegraph

Schéma dvoustupňového mechanismu

Prvním stupněm je řemenový pohon;
Druhým stupněm je kuželové soukolí.

Přijmout:
η_subsh=0,99 – pro pár ložisek;
η_CPU=0,95 – pro řetězový převod;
η_rp=0,96 – pro řemenový pohon;
η_sn=0,97 – pro ozubený převod;
η_{stav nouze}=0,77-0,85 – pro šnekové kolo.

Postup pro výpočet parametrů pohonu:

Je nakresleno schéma pohonu;
Hřídele jsou číslovány postupně od počátečního;
Jsou určeny převodové poměry každého stupně mechanismu;
Vypočítá se celkový převodový poměr pohonu;
Jsou určeny otáčky a úhlové rychlosti všech hřídelů;
Vypočítá se výkon na hřídelích;
Vypočítá se celková (celková) účinnost pohonu;
Určují se krouticí momenty na hřídelích mechanismu.

Převodové poměry pro každý stupeň

Celkový převodový poměr

Rychlost otáčení hřídele

Úhlová rychlost otáčení hřídele

Výkon hřídele

Celková účinnost pohonu.

Zde zvýšíme účinnost ložisek na třetí mocninu (podle počtu hřídelí), protože všechny tři hřídele jsou instalovány na ložiskách.

Výkon na výstupním hřídeli objasníme aplikováním celkové účinnosti mechanismu na příkon motoru

Kroutící momenty na všech hnacích hřídelích

Výpočet kinematických a silových charakteristik byl dokončen.

Výpočet parametrů vícestupňové převodovky

Pro zobrazené schéma mechanické 5stupňové převodovky a uvedené výchozí údaje pro výpočet: charakteristika válcových, kuželových a šnekových převodů, užitečný výkon přiváděný na první hřídel P1 a rychlost otáčení prvního hřídele ω1 je nutné určit:

převodový poměr mezi vstupními a výstupními články a každým ozubeným kolem samostatně;
úhlová rychlost, rychlost, výkon a točivý moment každého hřídele;
celková účinnost přenosu.

Pro výpočty použijte následující hodnoty účinnosti:
pro dvojici válcových kol η_ц=0,97; pro dvojici kuželových kol η_к=0,95; pro šnekové kolo s jedno-, dvou-, čtyřzávitovým šnekem – η, resp_ч=0,7; 0,75; 0,8; pro dvojici valivých ložisek η_п= 0,99.

Schéma pětirychlostního mechanismu

Stupně 1 a 4 – čelní ozubená kola;
2. stupeň – kuželové kolo;
Stupně 3 a 5 jsou šnekové převody.

rozhodnutí

1. Převodové poměry:

Celkový převodový poměr

2. Určete úhlové rychlosti

a rychlost otáčení hřídele

3. Zapněte převodové hřídele

4. Krouticí momenty na hřídelích převodovky

5. Plná účinnost převodový mechanismus

Zde jsou stupně dílčí účinnosti určeny počtem párů ložisek (6 párů), dále válcových (2), kuželových (1) a šnekových (2) převodovek.