Зубчато-ременные передачи — весьма перспективный вид передач для приводов машин.
В этих передачах (рис. 3.42) 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).
Рис. 3.42
Зубчато-ременные передачи применяют при скоростях ремня до 50 м/с, передаточных числах u ≤ 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 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 dp шкивов зубчато-ременной передачи соответствует положению несущего слоя ремня, надетого на шкивы (см. рис. 3.42).
Основной конструктивный параметр зубчатого ремня — модуль т:
(3.132)
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 со, быстроходного вала по формуле
(3.133)
полученное значение округляется до ближайшего стандартного.
Для обеспечения долговечности ремня при малых габаритах передачи число зубьев малого шкива ограничивается минимальными значениями: zmin= 10...22 при т = 2...5 мм и zmin = 17...28 при m = 7...10 мм; большие значения назначают при больших скоростях.
Число зубьев z2 большего шкива равно
(3.134)
где и — передаточное число.
Расчетные диаметры шкивов определяют по таким формулам:
(3.135)
Межосевое расстояние а предварительно принимают в пределах
(3.136)
Число зубьев zp ремня предварительно принимают равным
(3.137)
где L — предварительная расчетная длина ремня, вычисляемая по формулам 3.3.1.; 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.
(3.138)
Окончательное межосевое расстояние определяется по формулам 3.3.1.
Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом,
(3.139)
где α1 — угол обхвата малого шкива, определяемый по формулам 3.3.1. 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):
(3.140)
где F, — окружная сила, передаваемая ремнем; [q] — допускаемая удельная окружная сила, приходящаяся на единицу ширины ремня. Допускаемая удельная окружная сила:
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
(3.142)
где Ft — окружная сила.
