Расчет открытой передачи привода, используя зубчато-ременную передачу

6. Конструктивные размеры шестерни и колеса.

Быстроходная ступень:

Шестерня:                                                    Колесо:

                                        

                                              

Шестерню изготавливаем без ступицы.

Для колеса:

Диаметр ступицы ;

Длина ступицы , принимаем ;

Толщина обода , принимаем ;

Толщина диска ;

Диаметр отверстий ,

где Dо – внутренний диаметр обода;

Диаметр центровой окружности .

Тихоходная ступень:

Шестерня:                                         Колесо:

                              

                                  

Шестерню изготавливаем без ступицы.

Для колеса:

Диаметр ступицы ;

Длина ступицы , принимаем ;

Толщина обода , принимаем ;

Толщина диска .

Диаметр отверстий ,

Диаметр центровой окружности .

7. Расчет открытой передачи.

            В открытой передаче привода используем зубчато-ременную передачу.

В зависимости от частоты вращения меньшего шкива  и передаваемой мощности   выбираем сечение зубчатого ремня Б.

Рассчитаем модуль передачи:

где k = 35-для ремней с трапецеидальным профилем зуба; C_p=1,9 (табличное значение).

Принимаем ближайшее значение m = 7.

Определим номинальный крутящий момент на малом шкиве:

где  - угловая скорость ведущего шкива, с^-1.

Выбранный модуль удовлетворяет рекомендуемым диапазонам значений Р и Т₁ по таблице.

Наименьшее число зубьев малого шкива z₁=22 (табличное значение).

Число зубьев ведомого шкива .

Расчетные диаметры шкивов:

,                   

.

Расстояние между осями шкивов задают из условия:

При  

при  

Из конструктивных соображений примем  

Число зубьев ремня при принятом межосевом расстоянии

,

где р = 21,99 мм – шаг зубьев ремня (табл.).

Полученное значение округляем до ближайшего нормализованного z_p=71 (таблица).

Расчетная длина ремня:

.     

Действительное межосевое расстояние:

Угол между ветвями ремня

       .

Угол охвата ремнем малого шкива:

Число зубьев, находящихся в зацеплении с малым шкивом

,условие  выполняется.

Расчетная сила, передаваемая ремнем,

 ,

 где С_р=1,9 (табл.),v-окружная скорость ремня:

 ;

Определим расчетную ширину ремня

,

где F_p = 1309.667 H – расчетная сила, передаваемая ремнем; коэффициент неравномерности распределения окружной силы между зубьями по дуге охвата малого шкива;

,

где , мм²/Н – податливость витков металлотроса каркаса ремня (таблица); G – модуль сдвига материала ремня, Мпа (Н/мм²) .

            По таблице для мм G = 0,75-1,1 МПа. Примем G = 0,925 Н/мм²

С_н-коэффициент, учитывающий наличие натяжного или направляющего ролика;  С_н=1, так как натяжные или направляющие ролики не используем.

            z₀=9.608-число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом.

            h = 6мм – высота зуба ремня (таблица).

                Допустимое среднее давление на зубьях ремня при    

,

где  МПа – предел прочности связи материала ремня с каркасом (табл.); - коэффициент снижения адгезионной прочности связи материала ремня с каркасом из-за диссипативного нагрева; N_ц – расчетное число циклов нагружения зубьев.

             Общее время работы передачи в часах

 ч

t = 2000 ч

              Определим значения  и N_ц для переменного режима работы

Следовательно,

 МПа

Теперь найдем расчетную ширину ремня

 мм

      Округляем до ближайшего большего нормализованного значения: b = 40 мм.

 

Проверочный расчет.

1. Расчетная прочность зубьев ремня.

,

где - действующие напряжения сдвига, Н/мм₂; F_p = 1309.667 Н – расчетная сила, передаваемая ремнем; z₀ = 9.608 – число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом; s₁ – длина участка сдвига зуба ремня, мм; b = 40 мм – ширина ремня; К = 2,65 – коэффициент, учитывающий конструктивные параметры зубьев ремня и шкива;  МПа – допускаемое напряжение на сдвиг; К_L – коэффициент долговечности.

             Длина участка сдвига зуба ремня

 мм,

где s = 8 мм – наименьшая толщина зуба (табл.); h = 6 мм – высота зуба ремня (табл.);  - угол профиля зуба (табл.).

              Коэффициент долговечности

,

где  - общий корректирующий коэффициент; N_ц = 33,095*10⁶ – расчетное число циклов нагружения зубьев. 

,

где  - коэффициент снижения адгезионной прочности связи материала зубьев ремня с каркасом из-за диссипативного нагрева;  (двухсменная работа);  (отсутствуют натяжные и направляющие ролики).

 H/мм²

 МПа

Условие выполнено.

2. Расчет по условию сохранения износостойкости ремня.

,

где  - предельно допустимая окружная сила на ремне, Н; F_p = 1309,667 Н – расчетная сила, передаваемая ремнем.

           Предельно допустимая окружная сила

 Н,

где h = 6 мм – высота зуба ремня (табл.);  - угол профиля зуба (табл.); d_a1 – наружный диаметр малого шкива, мм;  - угол между точкой сбега ремня со шкива и точкой их касания по наружному диаметру, рад.; G = 0,925 МПа – модуль сдвига материала ремня (табл.)

(табл.); b = 40 мм –ширина ремня; z₀ = 9.608 – число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом;  - коэффициент неравномерности распределения окружной силы между зубьями по дуге охвата.