Кинематика, динамика и конструирование привода поршневого компрессора, страница 22

Обоснование схемы редуктора.

Редуктором называют механизм, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.

Наиболее распространенный двухступенчатый цилиндрический редуктор, в котором каждая ступень состоит из одной пары зубчатых колес. Недостаток простых развернутых схем заключается в том, что вследствие несимметричного расположения зубчатых колес относительно опор нагрузка между подшипниками распределяется неравномерно, а в результате деформаций изгиба и кручения валов  возникает концентрация нагрузки по длине зубьев. Для ограничения концентрации приходится применять валы с повышенной жесткостью. В двух- и трехступенчатых передачах более совершенными с точки зрения распределения нагрузки являются редукторы, выполненные с раздвоенными зубчатыми колесами. В двухступенчатых  передачах раздвоенной может быть быстроходная или тихоходная пара.  Большое применение имеют передачи с раздвоенной быстроходной парой. Более нагруженная тихоходная пара в таких конструкциях может быть выполнена с весьма широкими зубчатыми колесами (), так как за счет симметричного расположения относительно опор в зацеплении этой пары устраняется концентрация нагрузки по длине зуба от изгиба валов, что особенно  важно для плохо прирабатывающихся зубчатых колес.

Для обеспечения равномерного распределения передаваемой мощности между обеими параллельными парами раздвоенной ступени зубчатые колеса выполняют косозубыми с противоположным  наклоном зубьев. Угол наклона зубьев раздвоенных ступеней, как и в шевронных передачах, рекомендуется принимать в пределах 23-29°.

В раздвоенных передачах положение одного вала относительно другого определяют наклонные в разные стороны зубья, поэтому фиксировать относительно корпуса следует один вал, а второй должен иметь «плавающие» опоры, допускающие свободу самоустановки в осевом направлении. Если опоры обоих валов сделать фокусирующими, то в результате неизбежной неточности изготовления и ошибок монтажа мощность неравномерно распределится между параллельными парами раздвоенной ступени.  

3.5 Расчет частот вращения и вращающих моментов

Частоты вращения рассчитываются отдельно для каждого вала по формулам:

n_T=n_вых=n₂                                                                                                       (84)

n_пр=n_т·U_т                                                                                                         (85)

n_Б=n_Т·U_ред                                                                                                        (86)

Рассчитываем частоты вращения по вышеприведенным формулам:

n_Т=51 (об^-1);

n_пр=51·4,7=239,7 (об^-1);

n_Б=51·28,53=1455,03 (об^-1).

Вращающие моменты для данной схемы редуктора рассчитываем по формулам:

Т_Б1=Т_вх=Т_эл· η_м1                                                                                             (87)

Т_2Б=Т_1Б·U_Б·η_ЗП                                                                                               (88)

где  η_ЗП - коэффициент полезного действия зубчатой передачи (таблица 1.1 литературы /2/ с.7) =0,97.

Т_1Т=Т_2Б                                                                                                            (89)

Т_2Т=Т_вых=Т_1Т·U_Т· η_ЗП                                                                                   (90)

Вращающий момент электродвигателя, использующийся в формуле (87) находим по формуле:

Т_э=(9550·Р_э)/n_э                                                                                            (91)

Результаты расчета по данным формулам:

Т_э=(9550·7,5)/1455=49,227 (Н·м);

Т_1Б=49,227·0,96=47,258 (Н·м);

Т_2Б=Т_1Т=47,258·6,07·0,98=281,119 (Н·м);

Т_2Т=Т_вых=281,119·4,7·0,98=1394,834 (Н·м).

3.6 Расчет зубчатых передач

Цилиндрические зубчатые передачи в двухступенчатом редукторе рассчитывают по быстроходной и тихоходной ступеням.

Принимаем для обеих ступеней для колес сталь 40Х, твердость поверхности зубьев 269…302 НВ; для шестерен сталь 40Х, твердость поверхности зубьев после закалки с нагревом:  ТВЧ 45…50 НRС.