Многоступенчатых зубчатых передач. К.П.Д.

По массе и габаритам невыгодно применять большие передаточные отношения в одной ступени (рис. 5.41,а), где изображены сравнительные габариты одно и 2-х ступенчатого редукторов.

Практикой выработаны следующие рекомендации:

- одноступенчатые цилиндрические редукторы применяются

при i£ 8;

- одноступенчатые конические редукторы - при i£ 4;

- двухступенчатые цилиндрические редукторы- при i£ 45;

- трехступенчатые редукторы - при i£ 200.

Масса и габариты редукторов сильно зависят от распределения передаточных отношений по ступеням. Лучшие показатели у редукторов,

где диаметры колес (а не шестерен) близки между собой. При этом также выполняются и условия смазки погружением колес в общую масляную ванну. Для уменьшения потерь на перемешивание и разбрызгивание быстроходные колеса желательно погружать в масло на меньшую глубину, нежели тихоходные. Обычно глубина погружения быстроходного колеса не должна превышать двойную высоту зуба и 1/3 радиуса - у тихоходных колес.

Поскольку быстороходныя ступень нагружена меньше, чем тихоходная, то ее передаточное отношение (i₁) рекомендуют делать больше, чем i₂ при одновременном увеличении коэффициента ширины колес y_bd от быстроходной ступени к тихоходной.

Ориентировочно выбирать передаточные отношения можно по графику на рис.5.49,б, который построен по условию минимальной массы зубчатых колес при близких напряжениях. В 1-м приближении i выбирают в пределах заштрихованных зон. Окончательное решение принимается после расчетов и вычерчивания конструкции редуктора.

Коэффициент полезного действия (к.п.д.) передачи определяется соотношением

h= N₂/N₁= 1- N_r/N₁,

где N_r - потери мощности.

а)

б)

Рис. 5.49 К выбору передаточного отношения ступеней.

В свою очередь потери мощности равны

N_r= N_з+ N_n+ N_г,

где N_з , N_n , N_г - соответственно, потери мощности в зацеплении, в подшипниках, гидравлические (на перемешивание масла).

Обозначив y₃= N₃/N₁, y_п= N_п/N₁, y_г= N_г /N₁, тогда

h= 1- (y₃ + y_п + y_г).

Часто для определения к.п.д. применяется формула

h= h₃ h_п h_г, (5-67)

где h₃ h_п h_г - соответственно, к.п.д. зацепления, подшипников и гидравлическое.

Потери в зацеплении обычно превалируют над остальными потерями. Для некорригированного зацепления можно записать

y₃ » 2,3m(z^-1₁± z^-1₂),

где m= 0,06...0,1- коэффициент трения в зацеплении.

Обычно y_п + y_з» 0,015...0,03.

В многоступенчатых передачах

h= h₁ h₂ h₃...., (5-68)

где h_i - к.п.д i-й ступени.

Потери мощности в редукторе превращаются в теплоту и могут вызвать его перегрев.