Зубчато-ременные передачи — весьма перспективный вид передач для приводов машин.
В этих передачах (рис. 6.11) бесконечный плоский ремень, имеющий на внутренней поверхности зубья трапецеидальной формы, входит в зацепление с зубчатым шкивом. По сравнению с другими видами передач гибкой связью зубчато-ременные передачи обладают рядом преимуществ: отсутствие скольжения, малые габариты, небольшие нагрузки на валы и их опоры (немного превышающие или равные окружной силе), незначительная вытяжка ремня и высокий КПД (0,94...0,98).
Зубчато-ременные передачи применяют при скоростях ремня до 50 м/с, передаточных числах и < 12 и мощностях до 100 кВт и более. Передачи зубчатым ремнем обычно служат в качестве понижающих в приводах от электродвигателей к приемным валам машин, например металлорежущих станков.
Зубчатые ремни имеют несущий слой в виде металлического троса, стекловолокна или полиамидного шнура, находящегося в резиновой или лластмассовой основе. Для повышения износостойкости зубья покрывает тканью из синтетического волокна.
|
|
Наличие жесткого и прочного несущего каркаса обеспечивает неизменяемость окружного шага р при работе передачи. Расчетный диаметр dp шкивов зубчато-ременной передачи соответствует положению несущего слоя ремня, надетого на шкивы (см. рис. 6.11).
Основной конструктивный параметр зубчатого ремня — модуль т:
т = р / π,
где p — окружной шаг; стандартизованы модули т, мм; 2; 3; 4; 5; 7; 10.
Расчет зубчато-ременных передач. Расчет передач ведется из условия прочности ремня. Модуль передачи зубчатым ремнем вычисляется в зависимости от передаваемой мощности Р и угловой скорости ю, быстроходного вала по формуле
т = 1,65*10 -3*(Р/ω1)^1/2
полученное значение округляется до ближайшего стандартного.
Для обеспечения долговечности ремня при малых габаритах передачи число зубьев малого шкива ограничивается минимальными значениями: z min = 10...22 при т = 2...5 мм и z min= 17...28 при т = 7...10 мм; большие значения назначают при больших скоростях.
Число зубьев z2 большего шкива равно
z2 = uz1 ,
где и — передаточное число.
Расчетные диаметры шкивов определяют по таким формулам:
dl = mz1 ; d2 = mz2.
Межосевое расстояние а предварительно принимают в пределах
a = (0,5...2)(d1+ d2).
Число зубьев zp ремня предварительно принимают равным
zp = L/(πm),
где L — предварительная расчетная длина ремня, вычисляемая по формулам § 6.1; полученное число зубьев округляют до ближайшего стандартного значения из ряда: 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112 и т. д. до 250.
Окончательная расчетная длина ремня
Lp = πmzp.
Окончательное межосевое расстояние определяется по формулам §6.1.
|
|
Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом,
zp0=z1a1/360
где a1 — угол обхвата малого шкива, определяемый по формулам § 6.1. Рекомендуется zp0 > 6; при несоблюдении этого условия следует увеличить межосевое расстояние.
Дальнейший расчет передачи заключается в определении ширины ремня по формуле (без учета влияния центробежных сил):
b=F1 / [q],
где F1 — окружная сила, передаваемая ремнем; [q] — допускаемая удельная окружная сила, приходящаяся на единицу ширины ремня. Допускаемая удельная окружная сила:
[q]=q0CF/Cp
где q0 — приведенная удельная окружная сила, выбираемая в зависимости от модуля:
m,мм..... 2 3 4 5 7 10
q0 ,Н/мм.. 5 10 25 35 45 60
CF — коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине несущего слоя; CF =0,85; Ср — коэффициент динамичности и режима работы, выбираемый как для плоскоременных передач.
Полученное значение ширины ремня округляется до ближайшего большего стандартного из ряда (мм): 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100.
Нагрузка R на валы и опоры зубчато-ременной передачи
R=(1…1,2)F1
где F1 — окружная сила.