1.10. Подбор типа редуктора

Определяется кинематической схемой преобразования видов движения. Значение передаточного числа «Р» определяет сложность конструкции и ее потери.

КПД «Р» зависит от числа элементов (отдельных элементов передачи) и равно

_р=₁₂…_п.

Известны средние значения КПД отдельных звеньев

Винтовая передача 0,5

Червячная передача 0,6

Цепная передача 0,97

Шариковая пара 0,95

Зубчатая передача с опорами 0,94

трения скольжения

Зубчатая передача с опорами 0,97

трения скольжения

Кривошипно-шатунный механизм 0,9

2. Электромеханические преобразователи

2.1. Общее представление устройства

При изучении этих различных процессов преобразования энергии основное внимание обращается на электромагнитный процесс, включающий переход электрической энергии в механическую энергию и наоборот, поэтому говорят об электромеханических преобразователях (ЭМП).

При этом основное внимание уделяется устройствам с магнитным полем, т.е. «работающим от тока», а устройствам с электрическим полем, т.е. работающим от напряжения, посвящаются только общие представления. Связано это с тем, что в настоящее время не существуют электротехнические материалы, способные допускать такие же плотности запасенной энергии, как магнитные материалы. Сравнение плотностей электрического и магнитного полей ипоказывает, что энергия запасается пропорционально электрической и магнитной постоянным, где10^-11ф/м, а10^-6Гн/м.

Изучение ЭМП опирается на два различных исходных представления:

-- на закон сохранения энергии, где соотношения между силами получают, применяя принцип виртуальной работы;

-- на представление о кинетической и потенциальной энергии, и тогда соотношения между силами получают при помощи уравнений Лагранжа.

На основе уравнений, описывающих процессы в ЭМП в соответствии с аналогией можно получить эквивалентную электрическую схему. Такие аналогии позволяют применить методы решения и некоторые основные представления о поведении систем, известные электромеханикам, к расчету переходных и установившихся режимов и характеристик ЭМП.

Вообще имеется определенная трудность в классификации ЭМП, вызванная тем, что существуют ЭМП с обмотками, фиксированными относительно неподвижных и подвижных частей. И, кроме того, возникает эффект движущихся полей за счет движения вращающихся частей ЭМП. Поэтому существует две обобщенные модели ЭМП, которые математически эквивалентны, но подходы к их созданию различны:

1. Описание этой модели основано на применении эквивалентной электрической схемы с вращающейся частью, которая доведена до совершенства в «примитивной машине». Впервые модель предложена в 1942 г. Кроном, работавшим тогда в компании, работавшим тогда в компании GeneralElectric. С применением модели анализ всех машин проводится по единой методике на основе электрических и механических уравнений равновесия.

2. Описание модели идеализированной вращающейся машины с точки зрения теории электромагнитного поля, предложенная Уайтом и Вудсоном, отличается от модели Крона только методикой получения важных параметров модели машины и ее основных характеристик.

3. В идеализированной модели машины устанавливают происхождение полей Е (электрическое поле) и Н (магнитное поле) в воздушном зазоре этой модели, затем определяют потоки энергии, распределяющиеся вдоль и поперек воздушного зазора, вычисляют соответствующие векторы Пойнтинга (полной энергии электромагнитного поля) и интегрируют их по выбранным поверхностям. Анализируя поле, можно вычислить запасенную энергию, а также различные индуктивности, характеризующие машину.

Сравнивая эти модели, можно показать, что одна модель является по существу математически преобразованной версией другой.