Шкивы передач зубчатым ремнем

Шкив передачи представляет собой зубчатое колесо (рис. 16), головки зубьев которого срезаны до диаметра, расположенного ниже делительной окружности (делительная окружность шкива совпадает с нейтральным слоем ремня).

Диаметры вершин шкивов рассчитывают с учетом действующей нагрузки и податливости металлокорда ремня:

для ведущего шкива

d_a1=d₁ -2t + 0,2 F_tz₁/b, (58)

для ведомого шкива

d_a2=d₂ -2t + 0,2 F_tz₂/b, (59)

где t — расстояние от впадины зуба ремня до осевой линии троса (табл. 12), мм;

— податливость металлокорда ремня шириной 1 мм на длине шага, мм²/H:

m, мм 2 3 4 5 7

мм²/H: 0,0009 0,0014 0,0006 0,0008 0,0011

Ширина В шкива при ширине b ремня

B = b + m (60)

Зубья на шкивах нарезают специальными фрезами методом обкатки.

Окружной шаг шкива по средней линии зубьев

p_Ш1 = (d_a1-h_ш)/ z₁ и p_Ш1 = (d_a2-h_ш)/ z₁ (61)

где h_ш — глубина впадины шкива:

m, мм 2 3 4 5 7

h_ш, мм 2,2 3,0 4,0 5,0 8,5

s_ш, мм 1,8 3,2 4,0 4,8 7,5

Здесь s_ш — наименьшая ширина впадины шкива.

Расчет передачи зубчатым ремнем рекомендуется вести в последовательности, изложенной в решении примера 3

Пример 3. Рассчитать передачу зубчатым ремнем от электродвигателя к редуктору привода ленточного конвейера. Требуемая мощность электродвигателя Р₁ =5,2 кВт при n₁ =2880 мин^-1. Передаточное число ременной передачи u =4,03. Характер нагрузки — спокойная, работа двухсменная.

Решение. 1. Модуль ремня. По табл. 14 принимаем модуль зубчатого ремня m =4 мм. По табл. 12 шаг ремня р = 12,57 мм.

2. Числа зубьев шкивов. Согласно рекомендациям табл. 14 принимаем число зубьев малого шкива z₁ = 20.

Число зубьев большого шкива

z₂=uz₁ = 4,03·20 = 80,6.

Принимаем z₂ = 80.

3. Делительные диаметры шкивов [формула (51)]:

d₁ = mz₁ = 4·20 = 80 мм,

d₂ = mz₁ = 4·80 = 320 мм.

4. Длина ремня. Ориентировочное межосевое расстояние [формула (52)]

a >0,5(d₂ + d₁) + 2 m = 0,5·(320 + 80) + 2·4=208 мм.

Тогда длина ремня в шагах [формула (53)]

шагов

По стандартному ряду (см. табл. 13) принимаем L_р = 90 шагов.

5. Окончательное межосевое расстояние [формула (54)]

6. Угол обхвата ремнем малого шкива

a₁ =180⁰-57⁰(d₂-d₁)/a = 180° - 57°-(320 – 80)/218 = 117°.

7. Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с меньшим шкивом [формула (55)],

z₀=z₁a₁ /360⁰>[ z ] ₀ = 20·117⁰/360⁰=6,5 >[ z ] ₀ = 6, что допустимо.

8. Фактическое передаточное число

u_ф = z₂/z₁ = 80/20 = 4

9. Скорость ремня

v = d₁n₁ /60000 = ·80·2880/60000 = 12,1 м/с.

10. Окружная сила,

а) Вращающий момент на ведущем валу

Т₁ =9550 P₁/n₁ =9550·5,2/2880 = 17,24 Н·м.

б) Окружная сила

F_t = 2·10³ T₁/d₁ = 2·10³·17,24/80 = 431 H.

11. Ширина ремня.

а) Для модуля m =4 мм принимаем [ К ]₀ = 25 Н/мм; q = 0,006 кг/(м·мм).

б) Коэффициент динамичности и режима работы при спокойной нагрузке и двухсменной работе по табл. 15: C_p = 1,4.

в) Допускаемая удельная сила [формула (48)]:

[ К ]= [ K ] ₀ / C_p – qv² = 25/1.4·0,006·12.1² = 17 Н/мм.

г) Предварительное значение ширины ремня [формула (49)]

b’ = F_t [ K ] = 431/17 = 25,4 мм.

д) Уточненное значение ширины ремня [формула (50)] при С_b = 1,05:

b = b’ / C_b = 25,4/1,05 = 24,2 мм.

По стандартному ряду (см. табл. 13) принимаем b = 25 мм.

12. Сила предварительного натяжения ремня [формула (56)] при рекомендуемом для модуля m =4 мм удельном натяжения

F_y =4 Н/мм;

F₀ = F_yb + qbv² = 4·25 + 0.006·25·12,1² = 122 Н.

13. Сила, действующая на валы [формула (57)],

F_n = 1,1 F_t = 1,1·431 = 474 Н.

14. Размеры шкивов,

а) Диаметры вершин шкивов [формулы (58), (59)] при податливости λ = 0,0006 мм²/Н и t = 0,8 мм (табл. 12):

d_a1 = d₁ - 2t + 0,2 λF₁z₁ / b = 80·2·0,8 + 0,2·6·10·431·20/25 = 78,44 мм.

d_a2 = d₂ -2t + 0,2 λF₁z₂ / b = 320·2·0.8 + 0.2·6·10·431·807/25= 318,24 мм.

б) Ширина шкива [формула (60)]

В = b +m = 25 + 4 = 29 мм.

Принимаем B = 30 мм.

в) Окружной шаг шкива по средней линии зубьев [формула (61)] при h_ш =4 мм:

p_ш1 = (d_a1-h_ш)/ z₁ = (78,44-4)/20 = 11,69 мм,

p_ш1 = (d_a1-h_ш)/ z₁ = (318,24 - 4)/80 = 12,33 мм.

Для сравнения габаритных размеров ременных передач примеры 1 и 3 решены по данным одного и того же привода ленточного конвейера. Результаты решения сведены в табл. 16.

Таблица 16. Результаты подбора ременных передач

Ремень передачи	а, мм	d1, мм	d2, мм	B, мм	F0, H	Fn, H
Плоский резинотканевые
Клиновой сечения А
Клиновой сечения SP2
Поликлиновой сечения К
Зубчатый

Из таблицы следует, что передача плоским ремнем характеризуется наибольшим межосевым расстоянием и большими диаметрами и шириной шкивов. Наименьшее межосевое расстояние имеют передачи поликлиновым и зубчатым ремнями. В передаче зубчатым ремнем наименьшая ширина шкива и небольшая нагрузка на валы.