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 |