Оглавление:
Критерии работоспособности и расчет волновых передач
- Критерий эффективности И расчет волновой передачи Экспериментальные исследования и опыт эксплуатации показали, что основными причинами потери эффективности волновой передачи являются выход из строя гибких подшипников качения гибких колес и генераторов, недостаточная жесткость генератора и жестких колес,износ зубьев и перегрев трансмиссии. По всем вышеперечисленным критериям трудно провести расчетный расчет распространения волн. По сути, один из основных критериев определяет размер остановки и передачи, а остальное-это проверочный расчет. Из всех компонентов трансмиссии наиболее уязвимыми являются гибкие колеса. Он производит переменное напряжение на изгиб, 173 вызывается действием генератора и
торсионного напряжения под действием крутящего момента. Такие сложные условия работы вызывают усталость материала и приводят к разрушению гибкого колеса. Усталостные переломы обычно возникают в полости между зубами и распространяются в гибкий цилиндр. Диаметр гибкого колеса является конструктивным параметром, от которого так или иначе зависят все остальные размеры трансмиссии. Ниже приведен примерный расчетный расчет диаметра гибкого колеса силовой двухволновой зубчатой передачи с углом профиля зуба a=80h с генератором вынужденной деформации для диапазона передаточного отношения I=20h..
250 раз ведущий генератор, раб и постоянная нагрузка на гибкие колеса. Людмила Фирмаль
Предложенная методика расчета не учитывает многие недостаточно изученные факторы, поэтому погрешность расчета компенсируется увеличением допустимого диапазона безопасности ПА. Основными входными данными для расчетного расчета трансмиссии являются Когда М-Е и передаточное отношение Формула для определения внутреннего диаметра (мм) гибкого колеса выглядит следующим образом д ___0. 456-10шд___ -3 £ / g ‘fzam tyb / ftyset’ (5.П) Где M2-крутящий момент низкоскоростного вала, N-m, O j-предел выносливости материала, МПа(см. таблицу). 1.2); к а-коэффициент
концентрации напряжений при изгибе; К а=1.8…2,0; L0-коэффициент запаса прочности; L0=1,3…1,7(малое значение-для переменного режима за короткий промежуток времени);£-модуль упругости стали, МПа; Y g-коэффициент удара зуба; UE-1,2…1,5; f4y= = s jd-коэффициент толщины зубчатого зацепления гибкого колеса; FY*=0,012…0,014(большие значения-большие и); F^ — коэффициент ширины коронки зуба; FDE=0,15…0.2 (большое значение — >150). Если трансмиссия выполнена с кулачковым генератором и гибкими подшипниками, то значение d, полученное по формуле (5.11), является гибким подшипником(таблица 5.4). После определения
- диаметра гибкого колеса определите толщину % ширины b и зубчатого кольца в соответствии с принятым коэффициентом FM и рассчитайте толщину g, t и другие параметры зубчатого кольца. Число зубьев на гибком колесе определяется зависимостью g? =g » 4-2;Gy=2i, (5.12) 174b. 4 гибкие подшипники, основные размеры в мм (ГОСТ23179-78)) Характеристики подшипников D D D B ограничение скорости p, MII » * g a818 90 120 18 2500 822 110 150 24 2000 Я V824 120 160 24 2000L——- 830 150 200 30 1600 Модуль сцепления рассчитывается по формуле / n » rf (d / g+2,5)/2M, (5.13) Где dtp-диаметр окружности полости колесного кольца гибкого колеса; d f g^d+2^ Полученное значение t соответствует стандарту ST CMEA310-76: Строка 1…0.3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0 строка 2….0,35; 0,45; 0,55; 0,7; 0,9. Первый ряд предпочтительнее второго. Определите диаметр деления
колеса по принятому значению t: гибкий dg-mzg \ жесткий db=mzb. (5.14) остальные размеры гибкого колеса определяются зависимостями, описанными в[5,8]. Выбор конструкции гибких колес зависит от конструкции всего механизма, серийности и технических возможностей производства, а также многих других факторов. Для обеспечения нормальной работы трансмиссии (исключения помех) гибкие и жесткие зубья колес нарезаются с первоначальным контурным смещением зуборезного инструмента. ГОСТ9587-81т < 1мм для стандартного исходного профиля по углу зацепления а=20°и в диапазоне числа зубьев ЗГ=120…Наиболее приемлемая форма зубьев получается при следующем коэффициенте смещения исходного профиля: для гибкого колеса с наружным зубом
Hg » y3 4-0, 0 кг;для жесткого колеса с наружным зубом.) 175 страница 5.10 Где Aschach- Людмила Фирмаль
максимальная радиальная деформация гибкого колеса (см. Рисунок). 5.10); для передачи двойной волны Dt x=T. Dag=dg+2m (xg+KgY, (5.16) dab=db+2m (xb-h) внутреннего зубчатого жесткого колеса. (5.17) Высота гибких зубьев колеса hg=m (h’A+c+Kg). (5.18) в Формуле(5.16)…(5.18) h* — Коэффициент высоты головки зуба инструмента;значение h*принимается по модулю:t=0,3…0,5 ч * -1.5;Т~ = 0.55…1,0 H=1,35; C=0,35; t»от 1 до g=0,4, где коэффициент, обеспечивающий глубину зуба. Валидационные расчеты для гибких колес на основе критериев эффективности являются сложными[5]. Как показали исследования и практика волновой передачи, условия равной прочности гибкого колеса в соответствии с основными критериями обычно
определяются толщиной гибкого цилиндра.. 0.03) д, Где d-внутренний диаметр колеса, равный наружному диаметру гибкого подшипника D. значения SJM1 не рекомендуются. Износ и пластическая деформация зубьев активной поверхности остаются в допустимых пределах вала крутящего момента (N»m)и гибкого колеса, а эмпирическая зависимость<0.064•10-3[OSM]bgdl (5.19].) Где bg-рабочая ширина зубчатой передачи гибкого колеса; bg — (0,15… …0,25) dg[ocJ=15…20мпа-смятое допустимое давление для зубьев волновой передачи. Геометрический расчет генератора волн. Профиль кулачка (фиг. 5.10) рассчитывается по следующему уравнению: EC=3,5 a>g;Ri-0,5 d-I-2,41 шт; Rt-0,5 d-I+2*, 41shg, 176gde wr=TCA(Ki+Ka)-максимальное радиальное упругое смещение гибкого колеса;SP-коэффициент
упругого смещения обода гибкого колеса;SP=1,1; / 3. Из-за того, что гибкие подшипники подвержены волновой деформации, условия работы являются более тяжелыми, чем обычные подшипники. Так, для установленного редуктора общего назначения индекс » Н «относится к номинальным параметрам Режима: N=1500 мин-1 и выходного вала L12n (ГОСТ23108-78) при частоте вращения генератора с гибким подшипником Lh» =10 000 Н. Исследования показали, что если зазор между подшипниками полностью устранен из-за чрезмерного натяжения кулачка (наружное кольцо подшипника менее подвержено вращению), то посадка гибкого подшипника гибкого подшипника и кулачка гибкого подшипника составляет 6>0.In заказ гарантировать радиальный зазор, как должен быть. В противном случае мяч будет зажат. При этом момент сопротивления вращению генератора резко возрастает, эффективность передачи и
долговечность подшипника снижаются. Эффективность передачи волны экспериментально определена потому что потери мощности в передаче волны вообще должны к упругой деформации гибкого элемента передачи, потере подшипника и потере генератора волны между потерей идя к брызгу смазки, эти потери трудны точно высчитать. На стадии проектирования эффективность примерно определяется следующей зависимостью: t) 1/(1+a g4-2 2.10-VI), AG-коэффициент, зависящий от типа генератора; AG — 0,13 и 0,15 соответственно для шестерен с дисковым и кулачковым генератором., Когда увеличение и уменьшение эффективности, перегрузка также отрицательно влияет на значение эффективности. Сравнение Эффективности Видно, что КПД 178-волновых, многоступенчатых и планетарных передач, волновых передач с одинаковым передаточным отношением достаточно высок. (Эффективность
волновой передачи выше, чем эффективность червячной передачи.) Смазка существенно влияет как на эффективность, так и на долговечность трансмиссии. Для редукторов общего назначения используются промышленные масла типа и-40А и так далее. Жидкое масло помогает охладить коробку передач, смывая продукты износа, которые оседают на дно корпуса. В горизонтальной оси редуктора, уровень масла должен достигнуть центр более низкого шарика гибкого подшипника генератора. Чрезмерно высокие уровни масла снижают эффективность (увеличивают потери на вспенивание)и способствуют перегреву трансмиссии. Смазка подшипника вала редуктора, а в некоторых случаях и зубчатой передачи, осуществляется с помощью пластичной смазки. Тепловой режим волнового переноса рассчитывается по следующему уравнению
теплового баланса: 1000 (1-t])P1=K (/1-/o)L , Где Pi-мощность входного вала, кВт; K-коэффициент теплопередачи, Вт / (м2 — °с); 4-температура корпуса редуктора,°с;^ — температура окружающей среды,°С; а-площадь охлаждающей поверхности, м2. Принимая во внимание только ту часть площади наружной поверхности корпуса, которая очищается изнутри маслом или его распылением, и определяя величину снаружи свободным циркулирующим воздухом, если корпус снабжен охлаждающими ребрами, учитывается только 50% площади его поверхности. Допустимая температура масла зависит от марки масла, то есть от способности сохранять смазывающие
свойства при высоких температурах. Порекомендуйте 4=70 для общецелевой коробки передач…80°С. В закрытом небольшом помещении при отсутствии вентиляции к & 8…12, 14 в помещении с интенсивной вентиляцией до ФВ… 18, когда дует в случае с вентиляторами в»21.»…30 Вт/(ма * °C). Если вентилятор установлен на быстродействующем валу редуктора или на валу электродвигателя, то сила обдува, а следовательно и с увеличением скорости охлаждения, следовательно, в расчете rii2800 мин-1 принимает большое значение K, а t1000 мин*1-малое значение / С. 179 пример 5.5 новые универсальные зубчатые пары редуктора для передачи крутящего момента MJ=500N * передаточное отношение m и = гибкий редуктор скорости режим работы с гибким подшипником-тихий и
срок службы-более 12-1 (РФ. 1. Найти параметры, входящие в формулу определения внутреннего диаметра гибкого колеса (5.11). Выберите материал гибкого колеса-сталь улучшенная с дробеструйной обработкой, твердость 420MPa, модуль упругости HB300, модуль упругости E=2,1105MPa, для стали ZOHGSA, a В соответствии с рекомендацией [см. объяснение уравнения (5.11)] принимается коэффициент:/Co=1,9;PA=1,5;SG=1,35;f^=0,013;f^= = 0,18. 2. Определите внутренний диаметр гибкого колеса Три. Гибкий DA s=de+2T(Hg4-Kg) — 128,8 4 2-0,4 (6,22 4* 0,4) = = 134,096 мм; Сто восемьдесят 0.456-103M4 5 6 7 8j V l° — i/(k na) — Zeug f^/ I] fdef»4 3 / 0,456- 103-500 ‘ — V[420/1,9- 1 ,5 -3 -2 ,1 -105-1,35-0,013/160] • 0,18 • 0,013 = =107,55 мм. Полученное значение d округляется до значения наружного диаметра гибкого подшипника
(см. таблицу. 5.4). Д=120мм.3 принять. Найти ширину зубчатого кольца и толщину стенки гибкого колеса, принятые коэффициенты f^и F1< / b=f * ^=0,18-120=21,6 мм, 5=25 мм, Sj=f^=0,013-120=1,56 мм, взять^=1,6 мм. по формуле на основании 4(5.12) определить число зубьев на жестких колесах g*=2 и=2-2-160=320.+ 2 — 320 4″ 2 = 322. 5. Dfg = d-2s1=120 4-2 * 1,6=123,2 мм; Коэффициент сцепления [уравнение (5.13)] m=(d/g4-2,5)/(2″) = (123,24-2,5)/(2 — 160)=0,393 хм. По данным ST Comecon принимают 310-76t=0,4. 6. По формуле (5.14) определяем Делительный диаметр колес! Гибкий dg=mZg=0,4-320=128 мм; жесткий db=mzj=0,4-322=128,8 мм. 7. По формуле (5.15) определим Коэффициент
смещения исходного контура гибкого колеса xg^34*0.01-322=6.22; жесткое колесо xD= 6 ,2 2 — 1 4 — ^ — 4 — 5 — 10-5-322 ^ ) * 2 = 6,236. 8. По формулам (5.16) и (5.17) определим диаметр вершины зуба колеса: * dab=d * +2m(xb-h) = 128 + 2-0,4 (6,236 — 1,5) — = 132,789 комната 9 по формуле (5.18), чтобы определить высоту зуба гибкого колеса m (L+C*+K g))= 0 ,4 (1 ,5 + 0 ,3 5 + 0,4) = 0,9 10 испытательный расчет редуктора в соответствии с требованиями(5.19) [Mg] sS0, 064•10-z{OSM] b g d * =0,064-10-z-20 * 25■1282=524N * m. Согласно ГОСТ23108-78 из принятых параметров колеса (d=120 мм; t=0,4; I=160) [мг]=500Н-м,
Смотрите также:
| Волновые зубчатые передачи. общие сведения, кинематика | Передача винт-гайка. общие сведения |
| Конструкция основных звеньев волновых передач | Расчет передачи винт-гайка |
