Визначення гідродинамічних втрат потужності в зубчастій передачі. Теорія

Abstract

Узагальненим критерієм ефективності високошвидкісних зубчастих передач може розглядатися ККД передачі з урахуванням умов та режимів її експлуатації, матеріалів та технології виготовлення, навантаження що передається та колової швидкості. Втрати потужності можна умовно розділити на ті, які залежать від навантаження, що передається - механічне тертя в зачепленні та підшипниках, і ті , які не залежать від навантаження - аерогідродинамічний опір, періодичне стискання та розширення між зубцями. В залежності від умов експлуатації застосовують різні способи подачі масла до деталей і вузлів зубчастої передачі, основними з яких є змащування за допомогою занурення в масляну ванну, розбризкування із основної масляної ванни і циркуляційна подача масла. Співвідношення сил аеродинамічного і гідромеханічного опору визначається рівнем масла в масляній ванні. Для кожного і-го зубчастого колеса, частково або повністю зануреного в масляну ванну потужність, затрачену на подолання гідромеханічного опору, можна представити у вигляді суми моменту сил в’язкістного тертя на торцях зубчастого колеса в масляній ванні, моменту сил в’язкістного тертя на периферії головок зубчастого колеса в масляній ванні та момент сили Коріоліса, яка виникає внаслідок радіального переміщення масла, в западині зубчастого колеса. На даний час відсутня узагальнююча аналітична модель, яка об’єднає всі види втрат. В результаті математичного моделювання отримані аналітичні залежності впливу геометричних і конструктивних параметрів зубчастого колеса на втраті потужності гідродинамічного опору обертанню. Проведені теоретичні дослідження дозволили встановити наявність двох режимів руху масла в западинах зубчастих коліс, які характеризуються співвідношенням відцентрових, гравітаційних, гідростатичних і сил в’язкості і Коріоліса. Розрахунок дозволяє врахувати не тільки вплив геометричних параметрів зубчатих коліс, занурених в масляну ванну, але й конструктивні характеристики, такі як глибина занурення зубчатого колеса і торцеві зазори між стінками картера та колесом, яке обертається.