Зубчато-ременные передачи

Зубчато-ременные передачи — весьма перспективный вид передач дол 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 100I кВт и более. Передачи зубчатым ремнем обычно служат в качестве понижающих в приводах от электродвигателей к приемным валам машин, например металлорежущих станков.

Рисунок 6.11- Зубчато-ременная передача

Зубчатые ремни имеют несущий слой в виде металлического троса, стекловолокна или полиамидного шнура, находящегося в резиновой или пластмассовой основе. Для повышения износостойкости зубья покрыва­ют тканью из синтетического волокна.

Наличие жесткого и прочного несущего каркаса обеспечивает неиз­меняемость окружного шага р при работе передачи. Расчетный диаметр d_p шкивов зубчато-ременной передачи соответствует положению несуще­го слоя ремня, надетого на шкивы (см. рис. 6.11).

Основной конструктивный параметр зубчатого ремня — модуль т

m = р/π

где р — 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 (о, быстроходного вала по формуле

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 m = Ж мм и z_min = 17...28 при m = 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:

d₁ = mz₁; d₂ = mz₂

Межосевое расстояние а предварительно принимают в пределах

а = (0,5...2)(d₁ + d₂).

Число зубьев z_p ремня предварительно принимают равным

z_p=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

L_p = πmz_p

Окончательное межосевое расстояние определяется по формулам §6.1.

Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом,

z_p0 = z₁α₁/360°

где α₁ — угол обхвата малого шкива, определяемый по формулам § 6.1. Рекомендуется z_p0 ≥ 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 = F_t/[q]

где F_t — окружная сила, передаваемая ремнем; [q] — допускаемая удель­ная окружная сила, приходящаяся на единицу ширины ремня.

Допускаемая удельная окружная сила:

[q] = q₀C_F/C_p,

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

С_F - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине несущего слоя; C_F ≈ 0,85; С_р — 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)F_t

где F_t — окружная сила.