Bestemmelse av girkasseeffektivitet. Beregning og valg (russisk metodikk) – snekkegirkasse

Denne artikkelen inneholder detaljert informasjon om valg og beregning av en girmotor. Vi håper informasjonen som er gitt vil være nyttig for deg.

Når du velger en spesifikk girmotormodell, tas følgende tekniske egenskaper i betraktning:

• type girkasse;
• makt;
• utgangshastighet;
• girutveksling;
• design av inngangs- og utgangsaksler;
• type installasjon;
• tilleggsfunksjoner.

Type girkasse

Tilstedeværelsen av et kinematisk drivdiagram vil forenkle valget av girkassetype. Strukturelt er girkasser delt inn i følgende typer:

• Orm enkelttrinn med krysset inngangs-/utgangsakselarrangement (vinkel 90 grader).
• Orm to-trinns med vinkelrett eller parallell arrangement av inngående/utgående akselakser. Følgelig kan aksene plasseres i forskjellige horisontale og vertikale plan.
• Sylindrisk horisontal med parallelt arrangement av inngående/utgående aksler. Aksene er i samme horisontale plan.
• Sylindrisk koaksial i alle vinkler. Aksene er plassert i samme plan.
• I konisk-sylindrisk I girkassen krysser aksene til inngangs-/utgangsakslene i en vinkel på 90 grader.

Viktig! Den romlige plasseringen av utgangsakselen er kritisk for en rekke industrielle bruksområder.

• Utformingen av snekkegirkasser gjør at de kan brukes i alle posisjoner på utgangsakselen.
• Bruk av sylindriske og koniske modeller er ofte mulig i horisontalplanet. Med samme vekt og dimensjonale egenskaper som snekkegirkasser, er driften av sylindriske enheter mer økonomisk gjennomførbar på grunn av en økning i den overførte belastningen med 1,5-2 ganger og høy effektivitet.

Tabell 1. Klassifisering av girkasser etter antall trinn og type transmisjon

Type girkasse	Antall trinn	Transmisjonstype	Øks plassering
Sylindrisk		En eller flere sylindriske	Parallell
			Parallell/koaksial
			Parallell
Konisk		Konisk	Kryssende
Konisk-sylindrisk		Konisk	Kryss/kryss
Mark		Orm (en eller to)	Kryssning
			Parallell
Sylindrisk-orm eller orm-sylindrisk		Sylindrisk (en eller to) Orm (en)	Kryssning
Planetarisk		To sentrale gir og satellitter (for hvert trinn)
Sylindrisk-planetarisk		Sylindrisk (en eller flere)	Parallell/koaksial
Kjegle-planetarisk		Konisk (enkel) planetarisk (en eller flere)	Kryssende
Orm-planetarisk		Orm (en) Planetarisk (en eller flere)	Kryssning
Bølge		Bølge (en)

Girforhold [I]

Girforholdet beregnes ved hjelp av formelen:

I = N1/N2

Hvor
N1 - akselrotasjonshastighet (rpm) ved inngangen;
N2 - akselrotasjonshastighet (rpm) ved utgangen.

Verdien oppnådd under beregninger avrundes til verdien spesifisert i tekniske spesifikasjoner spesifikk type girkasse.

Tabell 2. Utveksling av girforhold for forskjellige typer girkasser

Viktig! Rotasjonshastigheten til den elektriske motorakselen og følgelig inngangsakselen til girkassen kan ikke overstige 1500 rpm. Regelen gjelder alle typer girkasser, unntatt sylindriske koaksiale girkasser med rotasjonshastigheter opp til 3000 rpm. Dette teknisk parameter produsenter angir i sammendrag egenskaper elektriske motorer.

Dreiemoment i girkassen

Utgangsmoment- dreiemoment på utgående aksel. Nominell effekt, sikkerhetsfaktor [S], estimert levetid (10 tusen timer) og girkasseeffektivitet er tatt i betraktning.

Nominelt dreiemoment- maksimalt dreiemoment som sikrer sikker overføring. Verdien beregnes under hensyntagen til sikkerhetsfaktoren - 1 og varigheten av driften - 10 tusen timer.

Maksimalt dreiemoment- maksimalt dreiemoment opprettholdes av girkassen under konstant eller skiftende belastning, drift med hyppige start/stopp. Denne verdien kan tolkes som en momentan toppbelastning i utstyrets driftsmodus.

Nødvendig dreiemoment- dreiemoment som oppfyller kundens kriterier. Verdien er mindre enn eller lik det nominelle dreiemomentet.

Design dreiemoment- verdi som kreves for å velge en girkasse. Den estimerte verdien beregnes ved å bruke følgende formel:

Mc2 = Mr2 x Sf<= Mn2

Hvor
Mr2 - nødvendig dreiemoment;
Sf - tjenestefaktor (driftskoeffisient);
Mn2 - nominelt dreiemoment.

Driftskoeffisient (servicefaktor)

Tjenestefaktor (Sf) beregnes eksperimentelt. Det tas hensyn til type belastning, daglig driftstid og antall start/stopp per driftstime for girmotoren. Driftskoeffisienten kan bestemmes ved hjelp av dataene i tabell 3.

Tabell 3. Parametre for beregning av servicefaktor

Lasttype	Antall start/stopp, time	Gjennomsnittlig varighet av operasjonen, dager
Myk start, statisk drift, middels masseakselerasjon
Moderat startbelastning, variabel modus, middels masseakselerasjon
Drift under tung belastning, alternerende modus, stor masseakselerasjon

Drivkraft

Riktig beregnet drivkraft hjelper til med å overvinne mekanisk friksjonsmotstand som oppstår under lineære og rotasjonsbevegelser.

Den elementære formelen for å beregne kraft [P] er å beregne forholdet mellom kraft og hastighet.

For rotasjonsbevegelser beregnes kraften som forholdet mellom dreiemoment og omdreininger per minutt:

P = (MxN)/9550

Hvor
M - dreiemoment;
N - antall omdreininger/min.

Utgangseffekt beregnes ved hjelp av formelen:

P2 = P x Sf

Hvor
P - kraft;
Sf - tjenestefaktor (operativ faktor).

Viktig! Inngangseffektverdien må alltid være høyere enn utgangseffektverdien, som er rettferdiggjort av mattingtapene: P1 > P2

Beregninger kan ikke gjøres ved å bruke omtrentlig inngangseffekt, da effektiviteten kan variere betydelig.

Effektivitetsfaktor (effektivitet)

La oss vurdere beregningen av effektivitet ved å bruke eksemplet på en ormegirkasse. Det vil være lik forholdet mellom mekanisk utgangseffekt og inngangseffekt:

η [%] = (P2/P1) x 100

Hvor
P2 - utgangseffekt;
P1 - inngangseffekt.

Viktig! I P2 snekkegirkasser< P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.

Jo høyere girforhold, jo lavere effektivitet.

Effektiviteten påvirkes av driftstiden og kvaliteten på smøremidlene som brukes til forebyggende vedlikehold av girmotoren.

Tabell 4. Virkningsgrad for en ett-trinns snekkegirkasse

Girutveksling	Virkningsgrad ved a w, mm
	40	50	63	80	100	125	160	200	250
8,0	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96
10,0	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95
12,5	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94
16,0	0,82	0,84	0,86	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93
20,0	0,78	0,81	0,84	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91
25,0	0,74	0,77	0,80	0,83	0,84	0,85	0,86	0,87	0,89
31,5	0,70	0,73	0,76	0,78	0,81	0,82	0,83	0,84	0,86
40,0	0,65	0,69	0,73	0,75	0,77	0,78	0,80	0,81	0,83
50,0	0,60	0,65	0,69	0,72	0,74	0,75	0,76	0,78	0,80

Tabell 5. Bølgegireffektivitet

Tabell 6. Virkningsgrad for girredusere

For spørsmål angående beregning og kjøp av girmotorer forskjellige typer kontakt våre spesialister. Katalogen over orme-, sylindriske, planet- og bølgegirmotorer som tilbys av Tehprivod-selskapet, kan finnes på nettstedet.

Romanov Sergey Anatolievich,
leder for mekanisk avdeling
Tekhprivod selskapet

Denne artikkelen inneholder detaljert informasjon om valg og beregning av en girmotor. Vi håper informasjonen som er gitt vil være nyttig for deg.

Når du velger en spesifikk girmotormodell, tas følgende tekniske egenskaper i betraktning:

• type girkasse;
• makt;
• utgangshastighet;
• girutveksling;
• design av inngangs- og utgangsaksler;
• type installasjon;
• tilleggsfunksjoner.

Type girkasse

Tilstedeværelsen av et kinematisk drivdiagram vil forenkle valget av girkassetype. Strukturelt er girkasser delt inn i følgende typer:

Orm enkelttrinn med krysset inngangs-/utgangsakselarrangement (vinkel 90 grader).

Orm to-trinns med vinkelrett eller parallell arrangement av inngående/utgående akselakser. Følgelig kan aksene plasseres i forskjellige horisontale og vertikale plan.

Sylindrisk horisontal med parallelt arrangement av inngående/utgående aksler. Aksene er i samme horisontale plan.

Sylindrisk koaksial i alle vinkler. Aksene er plassert i samme plan.

I konisk-sylindrisk I girkassen krysser aksene til inngangs-/utgangsakslene i en vinkel på 90 grader.

VIKTIG!
Den romlige plasseringen av utgangsakselen er kritisk for en rekke industrielle bruksområder.

• Utformingen av snekkegirkasser gjør at de kan brukes i alle posisjoner på utgangsakselen.
• Bruk av sylindriske og koniske modeller er ofte mulig i horisontalplanet. Med samme vekt og dimensjonale egenskaper som snekkegirkasser, er driften av sylindriske enheter mer økonomisk gjennomførbar på grunn av en økning i den overførte belastningen med 1,5-2 ganger og høy effektivitet.

Tabell 1. Klassifisering av girkasser etter antall trinn og type transmisjon

Type girkasse	Antall trinn	Transmisjonstype	Øks plassering
Sylindrisk	1	En eller flere sylindriske	Parallell
	2		Parallell/koaksial
	3
	4		Parallell
Konisk	1	Konisk	Kryssende
Konisk-sylindrisk	2	Konisk Sylindrisk (en eller flere)	Kryss/kryss
	3
	4
Mark	1	Orm (en eller to)	Kryssning
	1		Parallell
Sylindrisk-orm eller orm-sylindrisk	2	Sylindrisk (en eller to) Orm (en)	Kryssning
	3
Planetarisk	1	To sentrale gir og satellitter (for hvert trinn)	Koaksial
	2
	3
Sylindrisk-planetarisk	2	Sylindrisk (en eller flere)	Parallell/koaksial
	3
	4
Kjegle-planetarisk	2	Konisk (enkel) planetarisk (en eller flere)	Kryssende
	3
	4
Orm-planetarisk	2	Orm (en) Planetarisk (en eller flere)	Kryssning
	3
	4
Bølge	1	Bølge (en)	Koaksial

Girforhold [I]

Girforholdet beregnes ved hjelp av formelen:

I = N1/N2

Hvor
N1 – akselens rotasjonshastighet (rpm) ved inngangen;
N2 – akselrotasjonshastighet (rpm) ved utgangen.

Verdien oppnådd under beregninger er avrundet til verdien spesifisert i de tekniske egenskapene til en bestemt type girkasse.

Tabell 2. Utveksling av girforhold for ulike typer girkasser

VIKTIG!
Rotasjonshastigheten til den elektriske motorakselen og følgelig inngangsakselen til girkassen kan ikke overstige 1500 rpm. Regelen gjelder alle typer girkasser, unntatt sylindriske koaksiale girkasser med rotasjonshastigheter opp til 3000 rpm. Produsenter angir denne tekniske parameteren i sammendragskarakteristikkene til elektriske motorer.

Dreiemoment i girkassen

Utgangsmoment– dreiemoment på utgående aksel. Nominell effekt, sikkerhetsfaktor [S], estimert levetid (10 tusen timer) og girkasseeffektivitet er tatt i betraktning.

Nominelt dreiemoment– maksimalt dreiemoment som sikrer sikker overføring. Verdien beregnes under hensyntagen til sikkerhetsfaktoren - 1 og levetiden - 10 tusen timer.

Maksimalt dreiemoment– det maksimale dreiemomentet som girkassen tåler under konstante eller skiftende belastninger, drift med hyppige start/stopp. Denne verdien kan tolkes som den øyeblikkelige toppbelastningen i utstyrets driftsmodus.

Nødvendig dreiemoment– dreiemoment, som tilfredsstiller kundens kriterier. Verdien er mindre enn eller lik det nominelle dreiemomentet.

Design dreiemoment– verdi som kreves for å velge en girkasse. Den estimerte verdien beregnes ved å bruke følgende formel:

Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2

Hvor
Mr2 – nødvendig dreiemoment;
Sf – tjenestefaktor (operasjonsfaktor);
Mn2 – nominelt dreiemoment.

Driftskoeffisient (servicefaktor)

Tjenestefaktor (Sf) beregnes eksperimentelt. Det tas hensyn til type belastning, daglig driftstid og antall start/stopp per driftstime for girmotoren. Driftskoeffisienten kan bestemmes ved hjelp av dataene i tabell 3.

Tabell 3. Parametre for beregning av servicefaktor

Lasttype	Antall start/stopp, time	Gjennomsnittlig varighet av operasjonen, dager
		<2	2-8	9-16 timer	17-24
Myk start, statisk drift, middels masseakselerasjon	<10	0,75	1	1,25	1,5
	10-50	1	1,25	1,5	1,75
	80-100	1,25	1,5	1,75	2
	100-200	1,5	1,75	2	2,2
Moderat startbelastning, variabel modus, middels masseakselerasjon	<10	1	1,25	1,5	1,75
	10-50	1,25	1,5	1,75	2
	80-100	1,5	1,75	2	2,2
	100-200	1,75	2	2,2	2,5
Drift under tung belastning, alternerende modus, stor masseakselerasjon	<10	1,25	1,5	1,75	2
	10-50	1,5	1,75	2	2,2
	80-100	1,75	2	2,2	2,5
	100-200	2	2,2	2,5	3

Drivkraft

Riktig beregnet drivkraft hjelper til med å overvinne mekanisk friksjonsmotstand som oppstår under lineære og rotasjonsbevegelser.

Den elementære formelen for å beregne kraft [P] er beregningen av forholdet mellom kraft og hastighet.

For rotasjonsbevegelser beregnes kraften som forholdet mellom dreiemoment og omdreininger per minutt:

P = (MxN)/9550

Hvor
M – dreiemoment;
N – antall omdreininger/min.

Utgangseffekt beregnes ved hjelp av formelen:

P2 = P x Sf

Hvor
P – kraft;
Sf – tjenestefaktor (operasjonell faktor).

VIKTIG!
Inngangseffektverdien må alltid være høyere enn utgangseffektverdien, som er rettferdiggjort av mattingtapene:

P1 > P2

Beregninger kan ikke gjøres ved å bruke omtrentlig inngangseffekt, da effektiviteten kan variere betydelig.

Effektivitetsfaktor (effektivitet)

La oss vurdere beregningen av effektivitet ved å bruke eksemplet på en ormegirkasse. Det vil være lik forholdet mellom mekanisk utgangseffekt og inngangseffekt:

ñ [%] = (P2/P1) x 100

Hvor
P2 - utgangseffekt;
P1 – inngangseffekt.

VIKTIG!
I P2 snekkegirkasser< P1 всегда, так как в результате трения между червячным колесом и червяком, в уплотнениях и подшипниках часть передаваемой мощности расходуется.

Jo høyere girforhold, jo lavere effektivitet.

Effektiviteten påvirkes av driftstiden og kvaliteten på smøremidlene som brukes til forebyggende vedlikehold av girmotoren.

Tabell 4. Virkningsgrad for en ett-trinns snekkegirkasse

Girutveksling	Virkningsgrad ved a w, mm
	40	50	63	80	100	125	160	200	250
8,0	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96
10,0	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95
12,5	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93	0,94
16,0	0,82	0,84	0,86	0,88	0,89	0,90	0,91	0,92	0,93
20,0	0,78	0,81	0,84	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90	0,91
25,0	0,74	0,77	0,80	0,83	0,84	0,85	0,86	0,87	0,89
31,5	0,70	0,73	0,76	0,78	0,81	0,82	0,83	0,84	0,86
40,0	0,65	0,69	0,73	0,75	0,77	0,78	0,80	0,81	0,83
50,0	0,60	0,65	0,69	0,72	0,74	0,75	0,76	0,78	0,80

Tabell 5. Bølgegireffektivitet

Tabell 6. Virkningsgrad for girredusere

Eksplosjonssikre versjoner av girmotorer

Girmotorer i denne gruppen er klassifisert i henhold til typen eksplosjonssikker design:

• "E" - enheter med økt grad av beskyttelse. Kan brukes i alle driftsmoduser, inkludert nødsituasjoner. Forbedret beskyttelse forhindrer muligheten for antennelse av industrielle blandinger og gasser.
• "D" - eksplosjonssikker innkapsling. Enhetenes hus er beskyttet mot deformasjon ved eksplosjon av selve girmotoren. Dette oppnås på grunn av dens designfunksjoner og økt tetthet. Utstyr med eksplosjonsbeskyttelsesklasse "D" kan brukes ved ekstremt høye temperaturer og med alle grupper av eksplosive blandinger.
• "I" - egensikker krets. Denne typen eksplosjonsbeskyttelse sikrer vedlikehold av eksplosjonssikker strøm i det elektriske nettverket, under hensyntagen til de spesifikke forholdene for industriell bruk.

Pålitelighetsindikatorer

Pålitelighetsindikatorene for girmotorer er gitt i tabell 7. Alle verdier er gitt for langtidsdrift ved konstant nominell belastning. Girmotoren må gi 90 % av ressursen som er angitt i tabellen, selv i kortvarig overbelastningsmodus. De oppstår når utstyret startes og det nominelle dreiemomentet overskrides minst to ganger.

Tabell 7. Levetid for aksler, lagre og girkasser

For spørsmål angående beregning og kjøp av girmotorer av ulike typer, vennligst kontakt våre spesialister. Du kan gjøre deg kjent med katalogen over orm-, sylindriske, planet- og bølgegirmotorer som tilbys av Tekhprivod-selskapet.

Romanov Sergey Anatolievich,
leder for mekanisk avdeling
Tekhprivod selskapet.

Andre nyttige materialer:

Formål med arbeidet: 1. Bestemmelse av de geometriske parametrene til gir og beregning av girforhold.

3. plotte avhengigheter ved og ved .

Arbeid utført: Fullt navn

gruppe

Godtatt jobben:

Resultater av målinger og beregninger av hjul- og girkasseparametere

Antall tenner

Diameter på tanntuppen d a, mm

Modul m i henhold til formel (7.3), mm

Sentrumsavstand en w i henhold til formel (7.4), mm

Girutveksling u i henhold til formel (7.2)

Totalt girforhold i henhold til formel (7.1)

Kinematisk diagram av girkassen

Tabell 7.1

Avhengighetsgraf

η

T 2, N∙mm

Tabell 7.2

Eksperimentelle data og beregningsresultater

Avhengighetsgraf

η

n, min –1

Kontrollspørsmål

1. Hva er tapene i giroverføring og hva er de mest effektive tiltakene for å redusere transmisjonstap?

2. Essensen av relative, konstante og belastningstap.

3. Hvordan endres overføringseffektiviteten avhengig av den overførte effekten?

4. Hvorfor øker effektiviteten til gir og gir med økende presisjon?

Laboratoriearbeid nr. 8

BESTEMME EFFEKTIVITETEN TIL EN ORMEREDUSERING

Målet med arbeidet

1. Bestemmelse av de geometriske parameterne til ormen og ormehjulet.

2. Bilde av kinematisk diagram av girkassen.

3. Plotte grafer for avhengighet ved og ved .

Grunnleggende sikkerhetsregler

1. Slå på installasjonen med tillatelse fra læreren.

2. Enheten må være koblet til en likeretter, og likeretteren må være koblet til nettverket.

3. Etter endt arbeid, koble installasjonen fra nettverket.

Beskrivelse av installasjonen

På en støpt base 7 (Fig. 8.1) girkassen som studeres er montert 4 , elektrisk motor 2 med turteller 1 , som viser rotasjonshastigheten og lasteenheten 5 (magnetisk pulverbrems). Måleapparater bestående av flate fjærer og indikatorer er montert på brakettene 3 Og 6 , hvis stenger hviler mot fjærene.

Det er en vippebryter på kontrollpanelet 11 , slå den elektriske motoren på og av; penn 10 potensiometer, som lar deg kontinuerlig justere hastigheten på den elektriske motoren; vippebryter 9 inkludert en lasteanordning og et håndtak 8 potensiometer for å justere bremsemomentet T 2.

Den elektriske motorstatoren er montert på to kulelagre installert i en brakett og kan fritt rotere rundt en akse som sammenfaller med rotoraksen. Det reaktive dreiemomentet som genereres under drift av den elektriske motoren, overføres fullstendig til statoren og virker i motsatt retning av ankerets rotasjon. En slik elektrisk motor kalles en balansert motor.

Ris. 8.1. Installasjon av DP – 4K:

1 – turteller; 2 - elektrisk motor; 3 , 6 – indikatorer; 4 – snekkegirkasse;
5 – pulverbrems; 7 - utgangspunkt; 8 – lastkontrollknapp;
9 – vippebryter for å slå på lasteenheten; 10 – ratt for å regulere rotasjonshastigheten til den elektriske motoren; 11 – vippebryter for å slå på den elektriske motoren

For å måle mengden dreiemoment som utvikles av motoren, er en spak festet til statoren, som trykker på den flate fjæren til måleanordningen. Fjærdeformasjonen overføres til indikatorstangen. Ved avviket til indikatornålen kan man bedømme størrelsen på denne deformasjonen. Hvis fjæren er kalibrert, dvs. etablere dreiemomentavhengighet T 1 vri statoren, og antall delinger av indikatoren, så når du utfører eksperimentet, kan du bedømme størrelsen på dreiemomentet basert på indikatoravlesningene T 1, utviklet av en elektrisk motor.

Som et resultat av kalibrering av den elektriske motorens måleanordning ble verdien av kalibreringskoeffisienten etablert

Kalibreringskoeffisienten til bremseinnretningen bestemmes på lignende måte:

Generell informasjon

Kinematisk studie.

Snekkegirforhold

Hvor z 2 - antall tenner på ormehjulet;

z 1 – antall løp (omdreininger) av ormen.

Snekkegirkassen til DP-4K-installasjonen har en modul m= 1,5 mm, som tilsvarer GOST 2144–93.

Diameter på ormestigning d 1 og ormen diameter koeffisient q bestemmes ved å løse ligningene

; (8.2)

I henhold til GOST 19036–94 (innledende orm og innledende produserende orm), blir helikshodehøydekoeffisienten tatt i bruk.

Estimert ormestigning

Revolusjonsslag

Stigningsvinkel

Skyvehastighet, m/s:

, (8.7)

Hvor n 1 – rotasjonshastighet for elektrisk motor, min –1.

Bestemmelse av girkasseeffektivitet

Effekttap i et snekkegir består av tap på grunn av friksjon i giret, friksjon i lagrene og hydrauliske tap på grunn av omrøring og sprut av olje. Hoveddelen av tapene er tap i inngrep, som avhenger av nøyaktigheten av produksjon og montering, stivheten til hele systemet (spesielt stivheten til snekkeakselen), smøremetode, materialer til ormen og hjultennene, ruheten av kontaktflatene, glidehastighet, snekkegeometri og andre faktorer.

Generell effektivitet av snekkegir

hvor η p – Effektivitet som tar hensyn til tap i ett par lagre for rullelager η n = 0,99…0,995;

n– antall par med lagre;

η p = 0,99 – effektivitetsfaktor som tar hensyn til hydrauliske tap;

η 3 – effektivitet, tatt i betraktning tap i engasjement og bestemt av ligningen

hvor φ er friksjonsvinkelen, avhengig av materialet til snekke- og hjultennene, ruheten til arbeidsflatene, kvaliteten på smøringen og glidehastigheten.

Eksperimentell bestemmelse av girkasseeffektivitet er basert på samtidig og uavhengig måling av dreiemoment T 1 ved inngangen og T 2 på utgangsakslene til girkassen. Girkasseeffektiviteten kan bestemmes av ligningen

Hvor T 1 – dreiemoment på den elektriske motorakselen;

T 2 – dreiemoment på girkassens utgående aksel.

Eksperimentelle dreiemomentverdier bestemmes ut fra avhengighetene

Hvor μ 1 og μ 2 – kalibreringskoeffisienter;

k 1 og k 2 – indikatoravlesninger for henholdsvis motor- og bremsemåleanordninger.

Arbeidsordre

2. I henhold til tabell. 8.1 i rapporten, konstruer et kinematisk diagram av snekkegiret, for hvilket bruk symbolene vist i fig. 8.2 (GOST 2.770–68).

Ris. 8.2. Symbol for ormeutstyr
med sylindrisk orm

3. Slå på den elektriske motoren og drei håndtaket 10 potensiometer (se fig. 8.1) still inn rotasjonshastigheten til den elektriske motorakselen n 1 = 1200 min -1.

4. Sett indikatorpilene til nullposisjon.

5. Vri håndtaket 8 potensiometer for å belaste girkassen med forskjellige dreiemomenter T 2 .

Avlesningene fra motorens måleenhetsindikator må tas ved valgt motorhastighet.

6. Skriv i tabellen. 8.2 Rapporter indikatoravlesninger.

7. Bruk formlene (8.8) og (8.9), beregne verdiene T 1 og T 2. Legg inn beregningsresultatene i samme tabell.

8. I henhold til tabell. 8.2 i rapporten, konstruer en graf ved .

9. Gjennomfør eksperimenter på lignende måte ved variabel hastighet. Skriv inn eksperimentelle data og beregningsresultater i tabellen. 8.3 rapporterer.

10. Konstruer en graf over avhengigheten ved .

Eksempel på rapportformat

De fleste mekanismer med en elektrisk motor har en cylindrisk girkasse. Det reduserer antall omdreininger og øker kraften til enheten. Girmekanismen for overføring av dreiemoment gjennom sylindriske hjul har den høyeste effektiviteten sammenlignet med andre metoder. Ulike typer spiralformede girkasser er mye brukt i metallurgisk og mekanisk ingeniørutstyr, elektriske verktøy og biler.

Designfunksjoner

Grunnlaget for enhver girkasse er en aksel som overfører dreiemoment og endrer antall omdreininger på akselen. Sylindriske tannhjul er preget av evnen til å rotere i begge retninger. Om nødvendig kobles den drevne akselen med hjulet til motoren og blir til drivakselen. I dette designet er de plassert parallelt, horisontalt og vertikalt. Utformingen av spiralformede girkasser kan være veldig forskjellig, men den inkluderer nødvendigvis i utformingen:

• ledende;
• drevet aksel;
• utstyr;
• hjul;
• lagrene;
• ramme;
• dekker;
• smøresystem.

Kroppen og dekselet er støpt av støpejern eller sveiset av lavkarbonplate med en tykkelse på 4 - 10 mm, avhengig av enhetens størrelse og kraft. Små girkasser er sveiset. Resten har en sterk støpt kropp.

Egenskaper til spiralformede girkasser

Antall gir, type tann og den relative plasseringen av akslene for alle typer utstyr er beskrevet av GOST Helical girkasser. Den angir standardstørrelsene på alle deler som kan brukes i cylindriske girkasser med forskjellig antall trinn. Maksimum for ett par er 6,5. Det totale antallet flertrinns girkasser kan være opptil 70.

Et snekkegir kan ha et større utvekslingsforhold enn et cylindrisk tannhjul, det kan nå 80. Dessuten er de kompakte, men brukes sjelden på grunn av lav effektivitet. Ett-trinns spiralgirkasser har en effektivitet på 99–98%, den høyeste av alle typer girkasser er forskjellige i akslene. Hvis de for sylindriske er parallelle, er ormen plassert i en vinkel til hjulet. Følgelig går drivakslene og de drevne akslene ut fra de vinkelrett plasserte sideveggene til huset.

Heliske girkasser er de mest støyende når tennene berører, treffer overflatene hverandre. Dette eliminerer sterk friksjon og overoppheting.

For smøring er det nok å helle olje i pannen slik at de nedre girene er delvis nedsenket i den. Når tennene roterer, fanger de opp olje og sprayer den på andre deler.

Design og beregningsprosedyre

Beregningen av den fremtidige girkassen begynner med å bestemme overføringsmomentet og velge det fra standardiserte par. Etter dette er diameteren til delene og senteravstanden til akslene spesifisert. Et kinematisk diagram er tegnet, den optimale formen på kroppen og dekselet, og lagertall bestemmes. Monteringstegningen inkluderer et kinematisk diagram av en totrinns girkasse, et smøresystem og metoder for kontroll, typer lagre og deres installasjonssteder.

GOST 16531-83 beskriver alle mulige typer og størrelser av tannhjul som kan brukes i sporgirkasser, og indikerer modulen, antall tenner og diameter. Akselen velges i henhold til størrelsen på giret. Styrken beregnes under hensyntagen til dreiemomentet for torsjon og bøyning. Minimumsstørrelsen bestemmes og multipliseres med styrkekoeffisienten. Den nærmeste større normaliserte skaftstørrelsen velges deretter. Nøkkelen beregnes kun for skjæring og velges på samme måte.

Last ned GOST 16531-83

Lageret velges basert på diameteren på akselen. Dens type bestemmes av retningen til tannen. For spiralformede gir bruker de vedvarende, dyrere gir. Sylinderhjulet belaster dem ikke i aksial retning, og enkeltrads kulelagre varer i flere tusen timer.

Monteringsskjemaet er angitt på tegningen nedenfor og er detaljert beskrevet i den teknologiske dokumentasjonen, som sendes ut til produksjon sammen med tegningene. På hovedtegningen med en generell oversikt, indikerer tabellen de tekniske egenskapene til girkassen, som deretter overføres til passet:

• antall trinn;
• girutveksling;
• antall omdreininger på drivakselen;
• utgangseffekt;
• dimensjoner;

I tillegg kan den vertikale plasseringen av giringen, akselens rotasjonsretning og installasjonsmetoden: flens eller fotmontert angis.

Typer spiralformede girkasser

Heliske girkasser er varierte i design, størrelse og kraft, de er delt inn i typer i henhold til flere egenskaper:

• festetype;
• plassering av akselen;
• antall trinn;
• tannskjæring.

Kjennetegn kan omfatte typer lagre og type akselforbindelse.

Ett-trinns sylindriske girkasser kan festes til motoren og kroppen til arbeidsenheten med flenser. Designet er kompakt, med minimalt forbruk av materialer De er hovedsakelig installert på en såle med fremspring rundt omkretsen eller på føtter med hull for. Små enheter kan installeres på en sveiset ramme. For store enheter lages et spesielt fundament.

Sjaktplassering

Inngangs- og utgående aksler kan plasseres horisontalt, vertikalt, parallelt med hverandre, men i forskjellige plan for flertrinnsenheter. Hvis det bare er ett gir, er akslingene i samme plan, strengt tatt vertikalt eller horisontalt. De vises sjelden i én retning, bare hvis et kompakt arrangement av motoren og arbeidsenheten er mulig. En totrinns spiralgirkasse har en større interaksal avstand og motoren kan monteres på aktuatorsiden.

Heliske girkasser kan produseres med vertikale aksler. De er praktiske å installere på maskiner, men det øvre giret og lagrene er dårlig smurt. De er ikke egnet for langvarig arbeid med tung belastning.

Huset til den sylindriske horisontale girkassen er stor og tar opp mye plass. Den varmer mindre opp, tåler belastninger og vibrasjoner, og er stabil I modeller med 3 eller flere trinn er akslingene plassert horisontalt. Fettet når alle lagre. I strukturer med flere rader gjøres ytterligere vanning ovenfra, fra en oljerørledning installert i dekselet.

Girkasser

En type skrueformet girkasse med bevegelig mellomaksel er en velkjent girkasse. Når posisjonen til skaftet endres, kobles noen par ut, andre begynner å samhandle. Som et resultat endres girforholdet og utgangsrotasjonshastigheten.

Girkasser er laget med rette tenner. Spiralformede tenner er sjeldne når det er store belastninger på aktuatoren.

Påføring av spiralformede girkasser

– reduksjon i motorturtall og økning i kraft på utgående aksel. Å montere en skrueformet girkasse er ikke vanskelig. Huset og dekselkoblingen går gjennom midten av hullene. Lagre er montert på aksler, installert i forberedte seter og støttet fra utsiden med deksler.

Hjulene og tannhjulene er festet til akslingene ved hjelp av nøkler.

For å justere senteravstanden er det nødvendig å bore kroppen med stor presisjon.

Vedlikehold av girkasser er enkelt. Det er nødvendig å tilsette olje regelmessig og skifte den med jevne mellomrom. Delene som er plassert på innsiden er designet for langtidsbruk i minst 10 år.

Girkasser brukes i ulike bransjer. Visse typer stort utstyr tåler alle værforhold. De er installert i steinbrudd og åpne områder, på portalkraner.

Valse- og smiutstyr vil ikke kunne fungere uten girkasser. Det er mange typer girkasser etterspurt i denne bransjen. Rette tenner står på kraner. Kraftige chevrons roterer sveivpresser, valser og manipulatorer som mater metall.

Valseretteverk fungerer utelukkende takket være stativer som overfører motorrotasjon til valser og arbeidsenheter.

En girkasse er skjult under hver panser. Hver maskin har en girkasse eller flere. Små tannhjul er installert i elektroverktøy og regulerer rotasjonshastigheten til spindelen til en drill, kvern og overfres.

Fordeler og ulemper

Den sylindriske overføringsmekanismen har blitt mye brukt på forskjellige felt. Det har ubestridelige fordeler sammenlignet med snekkeutstyr:

• høy effektivitet;
• varmes ikke opp;
• fungerer begge veier.

Fordelene og ulempene med en sylindrisk girkasse avhenger av egenskapene til giret og andre strukturelle elementer.

Fordeler

Det viktigste positive poenget er den høye effektiviteten. Det overskrider utgangseffekten betydelig for de samme motorene, alle girene og andre typer girkasser.

Enheten kan fungere i lang tid uten avbrudd, bytte et uendelig antall ganger fra en modus til en annen, og til og med endre rotasjonsretningen.

Varmeutviklingen er minimal. Det er ikke nødvendig å installere et kjølesystem. Smøremiddelet sprayes på de nedre hjulene, smører de øvre girene, lagrene og samler opp all smuss og flisete metallpartikler ned i pannen. Det er nok å tilsette olje med jevne mellomrom og skifte den hver 3. til 6. måned avhenger av driftsmodus.

Utgangsakselen er montert i rullelager og har praktisk talt ingen slør. Bevegelsen er nøyaktig nok til å bruke girmekanismen som drivkraft for presisjonsenheter og -instrumenter. Aksial og radiell utløp av sammenkoblende deler påvirker ikke driften av mekanismen.

Driftseffektiviteten er ikke avhengig av spenningssvingninger. Girforholdet er stabilt. Hvis motorhastigheten synker, reduseres rotasjonen av det drevne hjulet proporsjonalt. Kraften forblir uendret.

Feil

En positiv egenskap er fravær av friksjon og bremsing, men under visse forhold skaper det problemer. I løftemekanismer, når du installerer en sporgirkasse, er det nødvendig å installere en sterk brems for å holde tunge gjenstander i vekt og forhindre at de senkes av seg selv. I snekkegir er det kun ormen som kan være fører, og på grunn av høy friksjon oppstår det en selvbremsende effekt.

Problemet med alle gir er mangelen på en sikkerhetsmekanisme.

Når den blir overbelastet eller plutselig slås på, glir beltet langs remskiven. Tannen kan bare gå i stykker, og delen må skiftes ut. Nøkler brukes som ekstra sikringer. De er designet for klipping uten sikkerhetsmargin. Å erstatte en enkel del avskåret av en kobling er mye enklere.

Kostnaden for arbeidende deler er høy. Produksjonsteknologien er lang og kompleks. Samtidig slites tannen gradvis bort, og gapet mellom arbeidsflatene øker. Det er umulig å endre senter-til-senter-avstanden, som i tannstang og snekkegir i en girkasse. Du må med jevne mellomrom bytte ut gir, hjul og lagre.

Jo mer evolventet slites ut, jo mer banker tennene mot hverandre og girkassen lager lyd.

1. FORMÅL MED ARBEIDET

Utdype kunnskap om teoretisk materiale, oppnå praktiske ferdigheter for selvstendig eksperimentell bestemmelse av girkasser.

2. GRUNNLEGGENDE TEORETISKE BESTEMMELSER

Den mekaniske effektiviteten til girkassen er forholdet mellom kraften som er nyttig brukt (kraften til motstandskreftene Nc til kraften til drivkreftene N d på girkassens inngangsaksel:

Kraftene til drivkreftene og motstandskreftene kan bestemmes henholdsvis av formlene

(2)

(3)

Hvor M d Og M s– momenter av henholdsvis drivkrefter og motstandskrefter, Nm; og - vinkelhastigheter på girkasseakslene, henholdsvis inngang og utgang, Med -1 .

Ved å erstatte (2) og (3) i (1), får vi

(4)

hvor er girforholdet til girkassen.

Enhver kompleks maskin består av en rekke enkle mekanismer. Effektiviteten til en maskin kan lett bestemmes hvis effektiviteten til alle dens enkle mekanismer er kjent. For de fleste mekanismer er det utviklet analytiske metoder for å bestemme effektiviteten, men avvik i renheten i behandlingen av gnidningsflatene til deler, nøyaktigheten av deres fremstilling, endringer i belastningen på elementene i kinematiske par, smøreforhold, hastighet på relativ bevegelse, etc., føre til en endring i verdien av friksjonskoeffisienten.

Derfor er det viktig å eksperimentelt kunne bestemme effektiviteten til mekanismen som studeres under spesifikke driftsforhold.

Parametrene som er nødvendige for å bestemme girkasseeffektiviteten ( M d, M s Og L r) kan bestemmes ved hjelp av DP-3K-enheter.

3. ENHET DP-3K

Enheten (figuren) er montert på en støpt metallbase 1 og består av en elektrisk motorenhet 2 med en turteller 3, en lasteanordning 4 og en girkasse under studie 5.

3 6 8 2 5 4 9 7 1

11 12 13 14 15 10

Ris. Kinematisk diagram av DP-3K-enheten

Det elektriske motorhuset er hengslet i to støtter slik at rotasjonsaksen til motorakselen faller sammen med husets rotasjonsakse. Motorhuset er sikret mot sirkulær rotasjon av en flat fjær 6. Ved overføring av dreiemoment fra den elektriske motorakselen til girkassen, skaper fjæren et reaktivt dreiemoment som påføres det elektriske motorhuset. Den elektriske motorakselen er koblet til inngangsakselen til girkassen gjennom en kobling. Dens motsatte ende er leddet med turtellerakselen.

Girkassen i DK-3K-enheten består av seks identiske tannhjulspar montert på kulelager i huset.

Den øvre delen av girkassene har et lett avtagbart deksel av organisk glass, og brukes til visuell observasjon og måling av gir ved bestemmelse av girforhold.

Lasteanordningen er en magnetisk pulverbrems, hvis driftsprinsipp er basert på egenskapen til et magnetisert medium for å motstå bevegelsen av ferromagnetiske legemer i det. En flytende blanding av mineralolje og jernpulver brukes som magnetiserbart medium i utformingen av lasteanordningen. Lasteinnretningens hus er montert balansert i forhold til bunnen av enheten på to lagre. Begrensningen fra den sirkulære rotasjonen av huset utføres av en flat fjær 7, som skaper et reaktivt dreiemoment som balanserer øyeblikket av motstandskrefter (bremsemoment) skapt av lastanordningen.

Dreiemoment- og bremsemomentmåleanordninger består av flate fjærer 6 og 7 og måleur 8 og 9, som måler fjæravbøyninger proporsjonalt med dreiemomentverdiene. Strekkmålere er i tillegg limt til fjærene, hvorfra signalet også kan registreres på et oscilloskop gjennom en strekkmålerforsterker.

På den fremre delen av enhetsbasen er det et kontrollpanel 10, hvor følgende er installert:

Vippebryter 11 på og av den elektriske motoren;

Håndtak 12 for regulering av hastigheten til den elektriske motorakselen;

Signallampe 13 for å slå på enheten;

Vippebryter 14 på og av eksitasjonsviklingskretsen til lastanordningen;

Knott 15 for justering av eksiteringen av lastanordningen.

Når du utfører dette laboratoriearbeidet bør du:

Bestem girforholdet;

Kalibrere måleenheter;

Bestem effektiviteten til girkassen avhengig av motstandskreftene og antall omdreininger til den elektriske motoren.

4. PROSEDYRE FOR UTFØRELSE AV ARBEIDET

4.1. Bestemmelse av girforhold

Girforholdet til DP-3K-enheten bestemmes av formelen

(5)

Hvor z 2 , z 1 - antall tenner, henholdsvis av de større og mindre hjulene på ett trinn; Til=6 – antall girtrinn med samme utveksling.

For girkassen til DP-3K-enheten er girforholdet til ett trinn

Fant verdier for girforhold jeg s sjekk eksperimentelt.

4.2. Kalibrering av måleapparater

Kalibrering av måleenheter utføres med enheten koblet fra kilden til elektrisk strøm ved hjelp av kalibreringsenheter som består av spaker og vekter.

For å kalibrere en elektrisk motor dreiemomentmåler, må du:

Installer DP3A sb-kalibreringsenheten på det elektriske motorhuset. 24;

Still vekten på spaken til kalibreringsenheten til null-merket;

Sett indikatorpilen til null;

Når du plasserer vekten på spaken ved påfølgende delinger, noter indikatoravlesningene og den tilsvarende inndelingen på spaken;

Bestem gjennomsnittsverdien m gj.sn indikator divisjon priser ved hjelp av formelen

(6)

Hvor TIL– antall målinger (lik antall inndelinger på spaken); G- lastevekt, N; N i– indikatoravlesninger, - avstand mellom merkene på spaken ( m).

Bestemme gjennomsnittsverdien m c.sr Delingsprisen for lastenhetsindikatoren gjøres ved å installere DP3A sb-kalibreringsenheten på lasteenhetens kropp. 25 ved å bruke en lignende metode.

Merk. Vekt av laster i kalibreringsenheter DP3K sb. 24 og DP3K lør. 25 er henholdsvis 1 og 10 N.

4.3. Bestemmelse av girkasseeffektivitet

Bestemmelse av girkasseeffektivitet avhengig av motstandskrefter, d.v.s. .

For å bestemme avhengigheten må du:

Slå på vippebryteren 11 på den elektriske motoren til enheten og bruk hastighetskontrollknappen 12 for å stille inn rotasjonshastigheten n spesifisert av læreren;

Sett knott 15 for å justere eksitasjonsstrømmen til lastanordningen til nullposisjon, slå på vippebryteren 14 i magnetiseringsstrømkretsen;

Ved å jevnt dreie magnetiseringsstrømkontrollknappen, still inn den første verdien (10 delinger) av dreiemomentet i henhold til indikatorpilen M s motstand;

Bruk hastighetskontrollknappen 12 for å stille inn (korrigere) den opprinnelige innstilte hastigheten n;

Registrer avlesningene h 1 og h 2 for indikatorene 8 og 9;

Ved å justere eksitasjonsstrømmen ytterligere, øk motstandsmomentet (belastning) til neste spesifiserte verdi (20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 divisjoner);

Hold rotasjonshastigheten konstant, registrer indikatoravlesningene;

Bestem verdiene for øyeblikkene til drivkreftene M d og motstandskrefter M s for alle målinger ved bruk av formler

(7)

(8)

Bestem girkasseeffektiviteten for alle målinger ved hjelp av formel (4);

Angi indikatoravlesninger h 1 og h 2, momentverdier M d Og M s og de funnet verdiene for girkasseeffektivitet for alle målinger i tabellen;

Konstruer en avhengighetsgraf.

4.4. Bestemmelse av girkasseeffektivitet avhengig av hastigheten til den elektriske motoren

For å bestemme en grafisk avhengighet må du:

Slå på vippebryter 14 på strøm- og eksitasjonskretsen og bruk bryter 15 for å justere eksitasjonsstrømmen for å stille inn momentverdien spesifisert av læreren M s på utgangsakselen til girkassen;

Slå på den elektriske motoren til enheten (vippebryter 11);

Ved å sette hastighetskontrollknappen 12 sekvensielt til en serie verdier (fra minimum til maksimum) av rotasjonshastigheten til den elektriske motorakselen og opprettholde en konstant dreiemomentverdi M s last, registrer indikatoravlesningene h 1 ;

Gi en kvalitativ vurdering av påvirkningen av rotasjonshastighet n på girkassens effektivitet.

5. RAPPORTSAMLING

Rapporten om utført arbeid skal inneholde navn,

formålet med arbeidet og oppgavene med å bestemme den mekaniske effektiviteten, de viktigste tekniske dataene for installasjonen (type girkasse, antall tenner på hjulene, type elektrisk motor, lasteanordning, måleenheter og instrumenter), beregninger, beskrivelse av kalibrering av måleenheter, tabeller over eksperimentelt innhentede data.

6. SJEKK SPØRSMÅL

1. Hva kalles mekanisk virkningsgrad? Dens dimensjon.

2. Hva er mekanisk effektivitet avhengig av?

3. Hvorfor bestemmes mekanisk effektivitet eksperimentelt?

4. Hva er sensoren i måleenheter for dreiemoment og bremsemoment?

5. Beskriv lasteinnretningen og dens virkemåte.

6. Hvordan vil den mekaniske virkningsgraden til girkassen endres hvis motstandskreftmomentet dobles (minkes)?

7. Hvordan vil den mekaniske virkningsgraden til girkassen endres hvis motstandsmomentet øker (minker) med 1,5 ganger?

Lab 9