Крутящий момент редуктора является одним из важнейших параметров устройства. Именно этот показатель позволяет увеличить характеристики принимающего устройства и достичь нужной мощности. Разберемся, как меняется значение в зависимости от вида механизма и как правильно рассчитать требуемые параметры.
Видео:6.2 Кинематический расчет приводаСкачать
Крутящий момент с учетом вида редуктора
Любой редуктор снижает обороты, передаваемые на вал, в определенное количество раз. Именно этот показатель определяется как передаточное число. Но не менее важным является вращающий момент на выходном валу, который показывает величину, обеспечивающую безопасную передачу мощности.
Допустимые значения определяются различными факторами. Например, в устройствах одного типоразмера цифра зависит от разности диаметров. В червячных моделях радиус колеса и червяка почти всегда неизменны, поэтому сила воздействия создается за счет количества зубьев.
По типу передачи различают следующие разновидности редукторов:
Все перечисленные разновидности относятся к числу однотипных. Однако кроме них существуют и комбинированные механизмы, в которых вращение передается между двумя валами, перекрещивающимися или пересекающимися между собой.
Как правило, более высокий номинальный крутящий момент у редукторов планетарного типа. Цилиндрические механизмы, которые востребованы в промышленности, также передают повышенные мощности. Простые по конструкции червячные устройства имеют более низкий КПД, что связано с большими потерями на трение. Последняя разновидность – конические устройства – имеют достаточно плавное зацепление и передают большую мощность под углом 90 градусов.
Еще один показатель, который может повлиять на вращающий момент, – это количество ступеней. Для повышения передаваемой мощности число ступеней может увеличиваться. В цилиндрических редукторах для увеличения показателя применяются шестерни разных диаметров. В червячных устройствах на шестерне изменяется количество зубцов.
Расчет крутящего момента редуктора являются одной из наиболее сложных процедур для выбора механизма. Этот показатель косвенно отражает способность привода выдержать определенные нагрузки. Ошибки при определении величины могут привести к преждевременному выходу оборудования из строя. Также возможны и менее критичные проблемы вроде постоянного перегрева и сложностей с установкой. Поэтому перед выбором механизма необходим тщательный анализ имеющихся факторов и применение специальной формулы.
Видео:Кратко о передаточном числе в зубчатой передаче.Скачать
Формула расчета
Основная проблема, с которой можно столкнуться, заключается в том, как рассчитать крутящий момент редуктора. Начнем с того, что такой параметр измеряется в Ньютон-метрах. То есть, если к выходному валу прикрепить штангу длиной около 1 метра, то привод должен будет поддерживать работоспособность, равную 1 Ньютону. Если нагрузка прикладывается ближе к оси выходного вала, то показатель должен быть больше.
Стоит отметить, что различают несколько видов вращающего момента:
M2 – показатель на выходном валу.
Mn2 – номинальный показатель, характеризующий ту мощность, которую может передавать механизм.
Mr2 – требуемый момент, которые обычно равняется номинальному.
M2max – максимальный показатель, который передается в момент ускорения.
Mc2 – расчетная мощность, которая рассчитывается с учетом необходимого и номинального момента, а также сервис-фактора (Sf).
Для расчета максимально возможного крутящего момента используется формула следующего типа:
Р – мощность двигателя (измеряется в кВт);
N – показатель КПД (в среднем составляет от 0,94 до 0,98);
nвх – обороты входного вала (за 1 минуту);
К – коэффициент, который определяется с учетом режима использования редуктора.
При расчетах важно учесть, что получаемый показатель не должен быть больше того, что указывается в технических параметрах механизма.
Что касается крутящего момента, определяемого на выходе редуктора (M2), то этот показатель можно получить, умножив номинальный параметр (Mn2) на передаточное число устройства.
Надеемся, что вы разобрались с правилами определения вращающего момента редуктора и сможете самостоятельно рассчитать этот показатель. А если у вас возникнут сложности, то специалисты нашей компании «Ф и Ф» обязательно помогут выбрать механизм с учетом имеющихся потребностей!
Читайте также: Редуктор для навесного оборудования мотоблока мтз
Видео:Редуктор увеличивает крутящий моментСкачать
Крутящий момент редуктора
Видео:Крутящий момент. Что это такое и зависит ли от мощности?Скачать
Крутящий момент промышленных редукторов
Производители предлагают большой ассортимент электродвигателей и редукторов для промышленного применения. Но не каждый из них является оптимальным или вообще подходящим выбором при конкретной ситуации.
Пользователям необходимо выбирать электродвигатель для своего изделия с учётом основного режима работы. При выборе редуктора важны тип, габариты, кинематическая схема, передаточное число. Одной из главных технических характеристик является крутящий момент. Он позволяет увеличить момент принимающему устройству и вращаться под действием нового.
Различают, в частности, следующие крутящие моменты:
- M2 — вращающий на выходном валу;
- Mn2 — номинальный. Это наиболее важный параметр. Редуктор может передавать его в течение длительного времени без перебоев;
- M2max — максимальный вращающий момент при постоянной или переменной нагрузке, с возможными частыми пусками/остановками. Он может быть передан редуктором в течение короткого времени (пиковый или момент ускорения);
- Mr2 — необходимый (соответствует требованиям заказчика). Он обязательно равняется или меньше номинального крутящего момента;
- Mc2 — расчетный момент (для выбора). Рассчитывается с учётом необходимого крутящего момента (Mr2), сервис — фактора (Sf) и номинального момента (Mn2). Имеются и другие крутящие моменты.
Если к валу редуктора на выходе присоединить штангу длиной ровно один метр, то с нагрузкой у конца штанги 1 Ньютон и привод сможет сохранить функциональность. Но в расчётах обычно переводят силу Ньютона в усилие, которое создаётся килограммом. Усилие одного килограмма равно 9,81 Ньютона.
Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать
Крутящий момент в зависимости от вида редуктора
По типу передачи различают основные виды: червячные, цилиндрические, конические, планетарные механизмы. Но не всегда востребованы именно однотипные: широко применяются редукторы комбинированные. В зависимости от конструкции редуктора вращение передаётся между параллельными валами, перекрещивающимися или пересекающимися. От вида редуктора зависит интенсивность крутящего момента. Она более высокая у планетарных редукторов.
Самыми популярными в промышленности на момент написания настоящего обзора являются цилиндрические редукторы. Они передают большие мощности и имеют КПД до целых 95%, то есть крайне полезны для выполнения своих задач.
Червячные редукторы популярные в связи с простотой конструкции, компактностью, плавностью хода и самоторможением. Однако, к сожалению, КПД их снижается из-за больших потерь на трение, тем не менее, в настоящее время и они достаточно востребованы.
Конические редукторы отличаются большей плавностью зацепления, длительное время могут работать в тяжелых условиях. Они часто применяются для передачи больших крутящих моментов под прямым углом. Из всех видов именно цилиндрическая передача – самая долговечная и надёжная.
С целью повышения передаточного числа изделия увеличивается количество ступеней.
Допустимый крутящий момент в разных редукторах создаётся по-разному:
- в цилиндрических редукторах за счёт разности диаметров шестерен, работающих в паре;
- в червячных редукторах за счёт изменения числа зубцов на шестерне.
Расчёт М кр.
Для лучшего понимания стоит изучить ситуацию на конкретном примере.
В качестве примера возьмём двухступенчатый цилиндрический редуктор РМ-650. Условия: на входном валу – обороты 1500 за минуту, передаточное число – 31,5, а нагрузка 100%.
При данной ситуации получится конструктивно максимальный крутящий момент 5116 Н.м.
Скажем, на выходной вал редуктора надет барабан радиусом в 1 метр. Это означает, что редуктор станет держать нагрузку в 5116 Н.м. (груз в 520 кг). При радиусе барабана 0,5 метра разрешена нагрузка 10232 Н.м. (1040 кг). Создаваемый М кр. будет равен перемножению силы на радиус. Рычагом является радиус барабана.
Читайте также: Давление в автомобильном газовом редукторе
Формула расчёта максимального М кр.
Формула для расчёта допускаемого М кр.:
М = (9550 x P x U x N)/(K x nвх) , где:
- Р — мощность двигателя (кВт);
- U — передаточное число;
- N – КПД. У цилиндрических вариантов — 0,95-0,98, у червячных — 0,94-0,95;
- nвх — обороты входного вала (об/мин);
- К — коэффициент (по ГОСТ 21354-87 в зависимости от режимов использования).
ВАЖНО! Полученный при расчёте крутящий момент ни при каких обстоятельствах не должен быть более того, что отмечается в технических параметрах редуктора.
Видео:Передаточное число шестерен. Паразитные шестерниСкачать
Расчет и выбор (Российская методика) – редуктор червячный
Ошибки при расчете и выборе редуктора могут привести к преждевременному выходу его из строя и, как следствие, в лучшем случае к финансовым потерям.
Поэтому работу по расчету и выбору редуктора необходимо доверять опытным специалистам-конструкторам, которые учтут все факторы от расположения редуктора в пространстве и условий работы до температуры нагрева его в процессе эксплуатации. Подтвердив это соответствующими расчетами, специалист обеспечит подбор оптимального редуктора под Ваш конкретный привод.
Практика показывает, что правильно подобранный редуктор обеспечивает срок службы не менее 7 лет — для червячных и 10-15 лет для цилиндрических редукторов.
Выбор любого редуктора осуществляется в три этапа:
2. Выбор габарита (типоразмера) редуктора и его характеристик.
Кинематическая схема привода с указанием всех механизмов подсоединяемых к редуктору, их пространственного расположения относительно друг друга с указанием мест крепления и способов монтажа редуктора.
1.2 Определение расположения осей валов редуктора в пространстве.
Цилиндрические редукторы:
Ось входного и выходного вала редуктора параллельны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости – горизонтальный цилиндрический редуктор.
Ось входного и выходного вала редуктора параллельны друг другу и лежат только в одной вертикальной плоскости – вертикальный цилиндрический редуктор.
Ось входного и выходного вала редуктора может находиться в любом пространственном положении при этом эти оси лежат на одной прямой (совпадают) – соосный цилиндрический или планетарный редуктор.
Коническо-цилиндрические редукторы:
Ось входного и выходного вала редуктора перпендикулярны друг другу и лежат только в одной горизонтальной плоскости.
Червячные редукторы:
Ось входного и выходного вала редуктора может находиться в любом пространственном положении, при этом они скрещиваются под углом 90 градусов друг другу и не лежат в одной плоскости – одноступенчатый червячный редуктор.
Ось входного и выходного вала редуктора может находиться в любом пространственном положении, при этом они параллельны друг другу и не лежат в одной плоскости, либо они скрещиваются под углом 90 градусов друг другу и не лежат в одной плоскости – двухступенчатый редуктор.
1.3 Определение способа крепления, монтажного положения и варианта сборки редуктора.
Способ крепления редуктора и монтажное положение (крепление на фундамент или на ведомый вал приводного механизма) определяют по приведенным в каталоге техническим характеристикам для каждого редуктора индивидуально.
Вариант сборки определяют по приведенным в каталоге схемам. Схемы «Вариантов сборки» приведены в разделе «Обозначение редукторов».
1.4 Дополнительно при выборе типа редуктора могут учитываться следующие факторы
- наиболее низкий — у червячных редукторов
- наиболее высокий — у цилиндрических и конических редукторов
2) Коэффициент полезного действия
- наиболее высокий — у планетарных и одноступенчатых цилиндрических редукторах
- наиболее низкий — у червячных, особенно двухступенчатых
Червячные редукторы предпочтительно использовать в повторно-кратковременных режимах эксплуатации
3) Материалоемкость для одних и тех же значений крутящего момента на тихоходном валу
- наиболее высокая — у конических
- наиболее низкая — у планетарных одноступенчатых
Читайте также: Где стоит фильтр в газовом редукторе 4 поколения
4) Габариты при одинаковых передаточных числах и крутящих моментах:
- наибольшие осевые — у соосных и планетарных
- наибольшие в направлении перпендикулярном осям – у цилиндрических
- наименьшие радиальные – к планетарных.
5) Относительная стоимость руб/(Нм) для одинаковых межосевых расстояний:
- наиболее высокая — у конических
- наиболее низкая – у планетарных
2. Выбор габарита (типоразмера) редуктора и его характеристик
Кинематическая схема привода, содержащая следующие данные:
- вид приводной машины (двигателя);
- требуемый крутящий момент на выходном валу Ттреб, Нхм, либо мощность двигательной установки Ртреб, кВт;
- частота вращения входного вала редуктора nвх, об/мин;
- частота вращения выходного вала редуктора nвых, об/мин;
- характер нагрузки (равномерная или неравномерная, реверсивная или нереверсивная, наличие и величина перегрузок, наличие толчков, ударов, вибраций);
- требуемая длительность эксплуатации редуктора в часах;
- средняя ежесуточная работа в часах;
- количество включений в час;
- продолжительность включений с нагрузкой, ПВ %;
- условия окружающей среды (температура, условия отвода тепла);
- продолжительность включений под нагрузкой;
- радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала F вых и входного вала F вх;
2.2. При выборе габарита редуктора производиться расчет следующих параметров:
Наиболее экономичной является эксплуатация редуктора при частоте вращения на входе менее 1500 об/мин, а с целью более длительной безотказной работы редуктора рекомендуется применять частоту вращения входного вала менее 900 об/мин.
Передаточное число округляют в нужную сторону до ближайшего числа согласно таблицы 1.
По таблице отбираются типы редукторов удовлетворяющих заданному передаточному числу.
2) Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора
Ттреб — требуемый крутящий момент на выходном валу, Нхм (исходные данные, либо формула 3)
Креж – коэффициент режима работы
При известной мощности двигательной установки:
Ртреб — мощность двигательной установки, кВт
nвх — частота вращения входного вала редуктора (при условии что вал двигательной установки напрямую без дополнительной передачи передает вращение на входной вал редуктора), об/мин
U – передаточное число редуктора, формула 1
КПД — коэффициент полезного действия редуктора
Коэффициент режима работы определяется как произведение коэффициентов:
К1 – коэффициент типа и характеристик двигательной установки, таблица 2
К2 – коэффициент продолжительности работы таблица 3
К3 – коэффициент количества пусков таблица 4
КПВ – коэффициент продолжительности включений таблица 5
Крев – коэффициент реверсивности , при нереверсивной работе Крев=1,0 при реверсивной работе Крев=0,75
Кч – коэффициент, учитывающий расположение червячной пары в пространстве. При расположении червяка под колесом Кч = 1,0, при расположении над колесом Кч = 1,2. При расположении червяка сбоку колеса Кч = 1,1.
3) Расчетная радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора
F вых — радиальная консольная нагрузка, приложенная в середине посадочной части концов выходного вала (исходные данные), Н
Креж — коэффициент режима работы (формула 4,5)
3. Параметры выбираемого редуктора должны удовлетворять следующим условиям:
Тном – номинальный крутящий момент на выходном валу редуктора, приводимый в данном каталоге в технических характеристиках для каждого редуктора, Нхм
Трасч — расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхм
Fном – номинальная консольная нагрузка в середине посадочной части концов выходного вала редуктора, приводимая в технических характеристиках для каждого редуктора, Н.
Fвых.расч — расчетная радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора (формула 6), Н.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
📽️ Видео
Как рассчитать передаточное число (отношение) зубчатого редуктораСкачать
Формула мощности двигателя .Скачать
Как узнать передаточное число редуктора?Скачать
Ременная передача. Урок №3Скачать
Как планетарный механизм дает больше крутящего момента при одних и тех же размерахСкачать
Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать
Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать
Экспериментальный стенд для измерения крутящего момента и мощности на валу. ч.1Скачать
Как считать передаточные числа трансмиссии, скорость и тягу автомобиляСкачать
Как посчитать обороты и передаточное число.Скачать
Как быстро рассчитать момент затяжки болтаСкачать
расчет валов редуктораСкачать
Детали машин. КПД редуктора. lcontent.ruСкачать
Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать
