Анализ потерь мощности в редукторе

Коэффициент полезного действия (КПД) редуктора есть отношение полезной мощности к затраченной:

(1)

где , - мощности на ведущем (затраченная) и на ведомом (полезная) валах редуктора, Вт;

- вращающие моменты на ведущем и ведомом валах редуктора, ;

- угловые скорости ведущего и ведомого валов редуктора, рад/с;

- частоты вращения ведущего и ведомого валов редуктора, ;

i – передаточное отношение исследуемого редуктора.

В свою очередь мощность потерь в редукторе, Вт:

, (2)

где - коэффициент относительных потерь в редукторе,

; (3)

- коэффициент относительных потерь в зацеплении;

- коэффициент относительных потерь в подшипниках;

- коэффициент относительных потерь на перемешивание масла;

- коэффициент относительных потерь на привод вентилятора у редукторов с искусственным охлаждением.

Потери в зацеплении являются следствием чрезвычайно сложного взаимодействия контактирующих поверхностей зубьев. В общем случае силы трении я между зубьями зависят от шероховатости их рабочих поверхностей, режима и вида смазки, соотношения скоростей качения и скольжения в контакте и величины передаваемой полезной нагрузки.

В режиме полужидкой смазки силы трения увеличиваются при уменьшении вязкости масла и скорости в зацеплении. При высоких скоростях за счет повышения несущей способности масляного клина между зубьями вступают в силу зависимости, характерные для гидродинамического режима смазки.

Потери на трение в зацеплении обычно принимают пропорциональными полезной нагрузке и относят к так называемым нагрузочным потерям.

Валы современных редукторов обычно устанавливают на подшипниках качения, для которых характерны малые потери на трение:

Потери на перемешивание масла растут с увеличением окружной скорости, вязкости масла, ширины зубчатых колес и глубины их погружения в масляную шину.

Коэффициент относительных потерь на привод вентилятора существенно зависит от частоты вращения валов.

Раздельное измерение составляющих потерь мощности связано с большими трудностями. Поэтому обычно опытным путем определяют суммарные потери мощности, которые характеризуют общий КПД редуктора.

При передаче неполной мощности КПД значительно ниже вследствие влияния постоянных потерь, не зависящих от передаваемой мощности.

В червячной передаче потери в зацеплении составляют основную часть потерь мощности в связи с наличием относительного скольжения витков червяка по зубьям червячного колеса.

Средние значения КПД червячных передач с жидкой смазкой при разных числах заходов червяка представлены в табл. 1.

Таблица 1

КПД червячных передач с жидкой смазкой

i	32…63	16...32	7…16
	0, 65…0, 80	0, 75…0, 85	0, 80…0, 90

Последовательность выполнения лабораторной работы в диалоговом режиме с элементами автоматизированной системы научных исследований (АСНИ)

1. Проверить подсоединение установки в ПЭВМ, включить питание установки и ПЭВМ.

2. Выбрать лабораторную работу.

3. Нажатием кнопки «Исходные данные» вывести на экран параметры исследуемой передачи.

4. Нажатием кнопки «Расчетный КПД» вывести на экран значение расчетного КПД исследуемой передачи.

5. Проведение эксперимента.

5.1. Нажатием кнопки «Эксперимент» вывести на экран окно предварительного этапа эксперимента.

5.2. Ослабить натяжение ремня, растормозив муфту, открутив штурвал до свободного состояния (не откручивать полностью!) и запустить электродвигатель нажатием кнопки «Вкл.» на панели лабораторной установки.

5.3. Нажатием кнопки «OK» вывести на экран окно подготовки оборудования.