Методика выбора редуктора

Методика расчета для выбора редуктора

Для правильного выбора редуктора и электродвигателя нужно знать следующие данные: требуемый выходной крутящий момент  M2, выходные обороты редуктора  n2, способ нагрузки редуктора и соответствующий коэффициент эксплуатации Sm. На основе вышеприведенных входных значений можно определить соответствующий размер, мощность редуктора и передаточное отношение  i.

Отношения для расчета отдельных параметров

          Выходной крутящий  момент  Mk

Крутящий момент Mk определен требуемой нагрузкой редуктора. Его можно определить как усилие F2, действующее на определенном расстоянии на плече r2.

Mk [Нм] = F2 [Н]r2 [м]

          Коэффициент эксплуатации Sm

Чтобы возможно было гарантировать рабочую безопасность при различной нагрузке и рабочих условиях, определяется модель редуктора (двигателя) с учетом коэффициента эксплуатации Sm. В таблице приведены значения коэффициента эксплуатации Sm с учетом вида нагрузки, средней длительности работы в сутки и кол-ва включений в час. Эти значения действительны для привода редуктора от стандартного электродвигателя. При использовании тормозного электродвигателя коэффициент эксплуатации Sm нужно умножить на коэффициент 1,15.

При выборе конкретного редуктора нужно следить за тем, чтобы коэффициент эксплуатации Sm был ниже сервисного фактора редуктора Sf, или нужно увеличить требуемый выходной крутящий момент Mk по формуле:

M2 = Mk• Sm

          Сервисный фактор Sf

Сервисный фактор редуктора Sf определяет отношение между макс. крутящим моментом на выходе из редуктора, которым редуктор может быть нагружен и истинным крутящим моментом, который может быть предоставлен подобранным электродвигателем.

Макс. крутящий момент  M2max определен для коэффициента эксплуатации Sm = 1.

 Значения сервисных факторов для отдельных вариантов размеров, передач и соответствующих электродвигателей приведены в таблицах мощностных параметров для каждого вида редукторов.

Sf = M2max /  M2 ,    [ - ]

          Мощность электродвигателя P1

Для определения нужной мощности электродвигателя  P1  используется отношение:

 

P1 = (M2[Нм] • n2 [мин-1] • 100) / (9550 •  η[%]),      [кВт]

          Радиальная и осевая нагрузка вала 

На выходной вал с цилиндрической цапфой. Значения допустимой радиальной и осевой нагрузки указаны в таблицах  максимальных значений для каждого типа редукторов. Допустимая нагрузка вала определена для входных оборотов n1= 1400 [мин-1].

          Радиальная нагрузка Fr

Для определения этого значения (центр тяжести радиального усилия Fr) предусмотрена половина длины свободного конца вала (см. рис.) .                                                                                                                        

Рассчитанное Fr не должно превысить макс. допустимую нагрузку, указанную в таблице макс. значений. Если радиальное усилие действует на вал на большем расстоянии, то макс. допустимую нагрузку придется ограничить. Например,  для нагрузки в точке 75 % длины цапфы допустимая нагрузка составляет лишь 80 % значения, указанного в таблице. Для нагрузки в точке 30 % длины цапфы допустимая нагрузка может быть на 25 % выше. Если на выходном валу надет ременный шкив, звездочка, шестерня и т.п., то радиальную нагрузку можно определить по нижеприведенной формуле:

Fr = (M2 • k  • 2000) / D,      [Н]

M2- выходной крутящий момент [Нм]

D   - расчетный диаметр (делительная окружность) ременного шкива (шестерни) на выходе [мм]

k    - коэффициент нагрузки

         1,10 звездочки

         1,25 цилиндрические шестерни

         1,50 ременный шкив

Следовательно, радиальную нагрузку вала можно уменьшить путем увеличения диаметра ременного шкива - если это возможно. Если радиальная нагрузка остается высокой или если усилие действует на цапфу вала на большом расстоянии, то для улавливания этих усилий нужно подобрать наружную посадку в подшипниках.

          Осевая нагрузка Fa max

Допустимая осевая нагрузка вала определена отношением

Fa max = Fr / 3,    [Н]

 Fa max [Н] – макс. допустимое осевое усилие

 Fr [Н]       – значение допустимой радиальной нагрузки, указанное в таблице макс. значений.

         Радиальная нагрузка вала при параллельно действующем осевом усилии 

При параллельном воздействии осевого и радиального усилия нагрузка вала не должна превысить

Fra = Fr - 3•Fa ,    [Н]

Fa, [Н] – осевая нагрузка вала

Fr, [Н]  – значение допустимой радиальной нагрузки, указанная в таблице макс. значений.

Fra,  [Н]  – макс. допустимое радиальное усилие при параллельно действующем осевом усилии Fa,  [Н]