2020-01-14
2139
Перспективным видом гибкой связи являются зубчатые ремни. Они имеют высокую тяговую способность и сравнительно большой КПД. Передачи этого типа работают без смазки, устойчивы к действию абразивных и агрессивных сред, просты в эксплуатации.
В отличие от плоских, клиновых и поликлиновых передач в зубчатых ременных передачах движение передается посредством сил трения, а также зацеплением ремня и шкивов, т.е. устанавливается достаточно жесткая кинематическая связь между ведущими и ведомыми звеньями механизмов.
Простейшая передача с зубчатым ремнем состоит из ведущего 1, ведомого 2 шкивов и охватывающего их зубчатого ремня 3.
Расчет зубчатоременной передачи ведем в следующей последовательности.
1. Определяем момент, мощность и частоту вращения на ведомом шкиве зубчатоременной передачи:
- вращающий момент на ведущем шкиве:
.
- момент 
;
- частота вращения 
;
- мощность 
.
2. По величине крутящего момента на ведущем шкиве выбираем модуль зубчатого ремня 
: 
.
3. Определяем число зубьев малого (ведущего) шкива. По 
находим, что минимальное число зубьев малого шкива не должно быть меньше 12, поэтому в качестве расчетных чисел зубьев принимаем 
.
4. При выбранном передаточном отношении 
определяем число зубьев ведомого шкива по формуле:
.
5. Диаметры делительных окружностей шкивов рассчитываем по формулам:
;
.
6. Вычисляем скорость ремня 
используя зависимость:
.
7. Действительная частота вращения ведомого шкива
.
Уточненное передаточное отношение
.
8. Межосевое расстояние вычисляем по формуле:
.
9. Определяем требуемую длину ремня при заданном межосевом расстоянии
.
10. Определяем число зубьев ремня 
и округляем его до стандартного 
:
.
Принимаем 
и уточняем длину ремня
.
11. Силу, передаваемую зубчатым ремнем, вычисляем по формуле:
.
Коэффициент 
принят равным единице для спокойной пусковой нагрузки 
.
12. Расчетную допускаемую удельную силу на ремне определяем по зависимости:
,
где 
- допускаемая удельная сила,
- коэффициент передаточного отношения,
,
(для однороликового прижимного устройства).
.
13. Определяем числа зубьев ремня, находящихся в зацеплении с ведущим и ведомым шкивами:
;
,
;
.
Таким образом,
принимаем 
;
принимаем 
.
14. Определяем необходимую ширину ремня:
,
где 
- погонная масса,
- коэффициент, учитывающий наличие неполных витков каната у боковых поверхностей ремня.
.
Принимаем ширину ремня в соответствии со стандартным рядом 
.
15. Рассчитываем удельные давления на рабочих поверхностях зубьев ремня и сравниваем их с допустимыми 
:
,
где 
, 
.
Из 
выбираем 
, т.е. 
.
16. Величину начального натяжения ремня 
вычисляем по эмпирической зависимости
.
17. Силу, действующую на вал передачи, определяем по формуле:
.
18.Для динамического анализа зубчатой ременной передачи рассчитываем критическую линейную скорость ремня в такой последовательности:
а) по 
(для ремня с 
) находим его собственную частоту:
;
б) определяем натяжение ведущей и ведомой ветвей ремня:
;
;
в) определяем деформацию одного шага ведущей и ведомой ветвей ремня:
;
,
,
т.к. 
- податливость каркаса ремней.
Таким образом,
;
;
г) находим критическую скорость зубчатого ремня
.
Получаем для ведущей ветви
;
для ведомой цепи
.
Скорость ремня 
. Следовательно, передача работает в дорезонансной зоне 
и не требует корректировку параметров.
Полученные в результате расчета основные параметры стандартного зубчатого ремня и шкивов сведем в табл.2.
Таблица 2 - Основные параметры зубчатого ремня и шкивов
| Параметр | Обозначение | Расчетные формулы и результаты расчета |
| Модуль зацепления, мм |  | 1,5 |
| Число зубьев ремня |  | 180 |
| Шаг ремня, мм |  | 4,71 |
| Ширина зуба ремня, мм |  | 1,5 |
| Высота зуба ремня, мм |  | 1,2 |
| Толщина каркаса ремня, мм |  | 2,2 |
| Расстояние от впадины зуба до нейтрального слоя ремня, мм |  | 0,4 |
| Угол профиля зуба, град |  | 50 |
| Ширина ленты, мм |  | 32 |
| Ширина зуба шкива, мм |  | 1,5 |
| Высота зуба шкива, мм |  |  |
| Межосевое расстояние, мм |  | 270 |
| Делительный диаметр ведущего шкива, мм |  | 45 |
| Делительный диаметр ведомого шкива, мм |  | 135 |
| Диаметр вершин зубьев ведущего шкива, мм |  |  |
| Диаметр вершин зубьев ведомого шкива, мм |  |  |
| Диаметр впадин зубьев ведущего шкива, мм |  |  |
| Диаметр впадин зубьев ведомого шкива, мм |  |  |
| Радиус закругления головки зуба, мм |  |  |
| Радиус закругления ножки зуба, мм |  |  |
| Длина зуба, мм |  |  |
