АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ПЕРЕДАЧА ЗУБЧАТЫМ ремнем

ПЕРЕДАЧА ЗУБЧАТЫМ РЕМНЕМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К лабораторно-практическим занятиям для студентов,

Изучающих дисциплины: «Механика», «Техническая

Механика», «Детали машин и основы конструирования».

Новочеркасск

УДК 621.85.052 (076.5)

ББК 34.42

Б 68

Рецензенты: д-р техн. наук С. О. Киреев,

д-р техн. наук Б. Г. Гасанов

Благовестный А. С., Мусиенко С.С.

Б 68 Передача зубчатым ремнем: Методические указания к лабораторно - практич. занятиям для студентов, изучающих дисциплины: «Механика», «Техническая механика», «Детали машин и основы конструирования» / Юж.- Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. – 10 с.

Изложены основы расчета передач зубчатым ремнем с использованием необходимого справочного материала. Методические указания предназначены для студентов специальностей 0718, 0720, 0804, 1012, 1013, 1108, 1201, 1206, 1211, 1502, 1509, 1705, 1706, 1709, 2103, 2301, 2404, 2814, могут быть использованы при курсовом проектировании.

УДК 621.85.052 (076.5)

© Южно-Российский государственный

технический университет, 2003

© Благовестный А. С., Мусиенко С. С., 2003

ПЕРЕДАЧА ЗУБЧАТЫМ ремнем

Цель занятия: изучение методики расчета передач зубчатым ремнем, ознакомление с действующей нормативно-технической документацией.

Оборудование и принадлежности: калькулятор для инженерных расчетов, линейка, карандаш.

Исходные данные для расчета:

мощность на малом шкиве Р ₁, кВт;

частота вращения малого шкива n ₁, мин^-1;

передаточное отношение u;

режим работы передачи.

1. Простейшая передача зубчатым ремнем (рис. 1) состоит из двух зубчатых шкивов с делительными диаметрами d ₁ и d ₂, установленных на ведущем и ведомом валах, зубчатого ремня (рис. 2), а также натяжного устройства. Эта передача имеет постоянное передаточное отношение и меньшие габариты по сравнению с другими типами ременных передач.

Несущий слой зубчатого ремня выполнен из навитого по винтовой линии стального троса, или троса из стекловолокна.

Основным параметром зубчатого ремня является модуль m = р/p, мм, где р – шаг ремня, мм [1]. Размеры приводных зубчатых ремней (ОСТ 38 05114-76) приведены в табл. 1.

2. Предварительно по упрощенной формуле определяют модуль m, мм:

m = 3,5 ·

и округляют полученное значение до ближайшего стандартного из ряда: 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 7; 10.

Таблица 1

Примечания: 1. Число зубьев ремня z _р выбирают в указанных в таблице пределах из следующего ряда: 40; 42; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 112; 115; 125; 130; 140; 150; 160; 170; 180; 190; 200; 210; 220; 235; 250.

2. Ширину ремня b, мм, выбирают в указанных в таблице пределах из ряда: 3,0; 4,0; 5,0; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 32,0; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0; 100,0; 125,0; 160,0; 200,0.

В зависимости от модуля m и частоты вращения малого шкива n ₁ выбирают число зубьев z ₁ на малом шкиве (табл. 2).

Таблица 2

Находят число зубьев z₂ большого шкива:

z₂ = z₁ · u.

Если полученное значение z₂ превышает z_{2 max} (см. табл. 2), изменяют передаточное отношение u и выполняют пересчет.

3. Определяют делительные диаметры d ₁, мм, малого и d ₂, мм, большого шкива, измеренные по оси троса:

d ₁ = m · z₁ ; d ₂ = m · z₂ .

4. Вычисляют минимальное межосевое расстояние а _min, мм:

a _min = 0,5 · (d ₁ + d ₂) + с,

где с = 2 · m при m ≤ 5 и с = 3 · m при m > 5 мм.

При проектировании передач, встроенных в приводы машин, межосевое расстояние a выбирают, исходя из действительного расстояния между ведущим и ведомым валами, но не менее а _min.

5. Определяют предварительное значение длины ремня L _р¢, мм:

L _р¢ = 2 a + π · (d ₁ + d ₂) / 2 + (d ₂ – d ₁)² / (4 a),

находят ориентировочное число зубьев ремня z _р¢:

z _р¢ = L _р¢ /(p · m)

и округляют его до рекомендуемого числа (см. табл. 1).

По окончательно принятым значениям m и z _р находят длину ремня L _р, мм:

L _p = p × m · z _p.

6. По полученной длине ремня L_p уточняют межосевое расстояние a, мм [2]:

a = 0,25 · [ L _р – Δ₁ + ],

где Δ₁ = 0,5 · π · (d ₁ + d ₂);

Δ₂ = 0,25 · (d ₂ – d ₁)².

Если натяжение ремня осуществляется перемещением быстроходного вала передачи, следует предусмотреть воз­можность уменьшения межосевого расстояния на 2% при длине рем­ня до 2 м и на 1% при длине ремня более 2 м для установки и замены ремня. Для компенсации отклонений от номинала по длине ремня и его удлинения при эксплуатации передачи предусматривают воз­можность увеличения межосевого расстояния на 5,5% [3]. Указан­ные изменения межосевого расстояния осуществляют натяжным устройством.

При использовании натяжных роликов изменять межосевое расстояние передачи для замены ремня и регулировки натяжения не требуется.

7. Находят угол обхвата α ₁, град, (см. рис. 1) на малом шкиве:

α ₁ = 180° – 57,3° · (d ₂ – d ₁) / a,

и определяют число зубьев ремня z _р0 , находящихся в зацеплении с малым шкивом:

z _р0 = z ₁ · α ₁ / 360 º.

8. Вычисляют скорость ремня v, м/с:

v = π · d ₁ · n ₁ / (10 ³ · 60).

9. Определяют расчетную силу F _t, Н, передаваемую зубчатым ремнем:

F _t = 10³ · P ₁ / v.

10. Находят удельную сила F_у , Н, передаваемую ремнем шириной 1 мм:

F _у= [ F ₀] · C _p· C _u· C _z,

где [ F₀ ] – допускаемая удельная сила, Н / мм, (табл. 3);

Таблица 3

C _p - коэффициент режима работы передачи,

C _p = C _p1 · C _p2;

C _p1 -коэффициент режима при односменной работе (табл. 4);

Таблица 4

С _р2 - коэффициент сменности: при односменной работе С _р2 = 1, при двухсменной работе С _р2 = 0,87, при трехсменной С _р2 = 0,72;

C _u – коэффициент, учитывающий передаточное число, вводимый только для ускоряющих передач:

u ≥ 0,8 0,8…0,6 0,6…0,4 0,4…0,3 0,3

C _u 1,0 0,95 0,9 0,85 0,8;

C _z - коэффициент, учитывающий число зубьев ремня, входящих в зацепление на малом шкиве при z _р0 < 6:

z _{р 0} ≥ 6 5 4

C _z 1,0 0,8 0,6.

11. Определяют требуемую ширину ремня b, мм:

b = F _t / [(F _у – q · v ² ) · C_w ],

где q - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил, Н · с² / м² (см. табл. 3);

Примечание: для передач с автоматическим натяжением ремня влияние центробежных сил при определении ширины b не учитывают, т.е. принимают q · v² = 0;

C_w – коэффициент, учитывающий неполные витки каната у боковых поверхностей ремня, величину этого коэффициента выбирают, предварительно задавшись шириной ремня b:

b ≤ 16 20 25 32; 40 50; 63 80; 100 > 100

C_w 0,7 0,95 1,0 1,05 1,10 1,15 1,20.

Вычисленное значение b округляют до ближайшего большего из стандартного ряда (см. примечание 2 к табл. 1) и сверяют со значениями, указанными в табл. 1 для принятого модуля, затем уточняют коэффициент C_w и в случае расхождения с предварительно принятым выполняют пересчет.

12. При z _р0 < 6 рекомендуется выполнять проверку давления p _z, МПа, на рабочих поверхностях зубьев ремня [1]:

p _z = F _t· j / (z _р0 · b · h) ≤ [ p _z],

где j - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями ремня, а также по высоте и длине зубьев, j = 2,0;

h – высота зуба, мм (см. табл. 1);

[ p _z] – допускаемое давление, МПа, выбираемое в зависимости от частоты вращения n ₁ малого шкива:

n ₁, мин^-1 100 200 400 1000 2000 3000 5000

[ p _z], МПа 2,5 2,0 1,5 1,0 0,75 0,65 0,5.

13. Находят силу предварительного натяжения ремня F _o, Н:

F _o = (1,1…1,3) · b · q · v ² .

14. Определяют силу, действующую на вал F_r, Н:

F _r= (1,0…1,2) · F _t.

15. Шкивы для передач зубчатым ремнем.

Шкив (рис. 3) состоит из обода с впадинами для зубьев ремня, ступицы, устанавливаемой на вал, и диска или спиц, соединяющих обод со ступицей. У шкивов небольшого диаметра обод выполняется непосредственно на ступице. Передача вращения между валом и ступицей шкива осуществляется обычно шпоночным или, реже, шлицевым соединением. Для предотвращения осевого смещения ступица закрепляется на валу торцевой шайбой, фиксируемой гайкой или винтом, установочным винтом или другим способом [4].

Рекомендуемые посадки ступицы шкива на вал в случае использования шпоночного соединения: при нереверсивной работе H 7 / k 6; при реверсивной работе H 7 / n 6.

Шкивы изготовляют литыми из чугуна марки СЧ 20, точеными из стали, из легких сплавов и иногда из пластмасс. Из-за опасности разрыва от действия центробежных сил чугунные шкивы применяют при окружной скорости до 30 м/с. Стальные шкивы работают с окружными скоростями до 45 м/с. При более высоких скоростях используют шкивы из легких сплавов.

Для предотвращения схода ремня в передачах с вертикальными валами, а также при u ≥ 3 оба шкива выполняют с фланцами по краям, в остальных случаях фланцы выполняют на малом шкиве. При передаточном отношении от 0,8 до 2,0 возможно изготовление фланцев только на натяжном ролике.

Размеры впадины шкива приведены в табл. 5.

Таблица 5

Диаметр d_а, мм, вершин зубьев шкива:

d _а = d – 2 d ± k,

где d – делительный диаметр, мм, принимаемый равным d ₁ для малого или d ₂ для большого шкива (см. п. 3);

k - поправка, мм, учитывающая нагрузку и податливость каркаса, мм, знак «+» берут для ведущего шкива, знак «–» - для ведомого; значение k вычисляют по формуле:

k = 0,2· F _t · l · z / b;

l - податливость витков троса каркаса ремня, выбираемая в зависимости от модуля m:

m, мм 1 1,5 2 3 4 5 7 10

l, мм² / Н 0,0007 0,0008 0,0009 0,0014 0,0006 0,0008 0,0011 0,0016;

размер d, мм, указан в табл. 1.

Минимальный диаметр d _{а min}, мм, вершин зубьев:

d _{а min} ³ d _ст + 2 · (d _ш + h _ш),

где d _ст – диаметр ступицы малого или большого шкива соответственно, мм:

для чугунных шкивов d _ст= 1,65 · d _в,

для стальных шкивов d _ст= 1,55 · d _в;

d _в– диаметр отверстия для вала, мм;

d _ш -толщина обода, мм:

d _ш = 1,5 · m + 2 ³ 6;

размер h _ш приведен в табл.3.

Длина зуба шкива, мм: В = b + m.

Ширина обода M, мм:

шкив без фланцев M = В,

шкив с фланцами M = В + 2 · d_ф ,

где d_ф – толщина фланца, равная обычно 1,5…2,5 мм.

Размер h _е, мм, принимают:

при m £ 7 h _е = m,

при m = 10 h _е = 8.

Диаметр впадин шкива, мм:

d _f = d _a – 2 · h _ш .

Длина ступицы l _ст = (1,2…1,5) · d _в, окончательный размер l _ст принимают после расчета соединения вал-ступица.

Толщина диска С = (1,2…1,3) · d _ш.

Величины d _вн (рис. 3), d _ст, l _ст и С после вычисления округляют до ближайших значений из ряда нормальных линейных размеров (приложение 1).

Для снижения массы шкивов в дисках можно выполнять 4…6 отверстий d ₀ возможно большего диаметра

У медленно вращающихся шкивов обрабатывают только рабочую поверхность и торцы обода, а также отверстие и торцы ступицы; для улучшения балансировки у быстро вращающихся шкивов обрабатывают все поверхности. Балансировку шкивов осуществляют сверлением отверстий на торце обода.

Для удобства замены ремня и обслуживания передачи шкивы устанавливают консольно. С целью уменьшения изгибающего момента, действующего на вал, обод шкива располагают как можно ближе к опоре вала.

При постоянном межосевом расстоянии и нереверсивной нагрузке натяжение ремня осуществляют натяжным роликом, устанавливаемым на ведомой ветви ремня. Диаметр ролика d _p³ 0,8 · d ₁, расстояние между осью натяжного ролика и осью вала малого шкива a _p ³ (d ₁ + 0,5· d _p), угол обхвата a _р ремнем ролика составляет примерно 60°. Ось ролика устанавливают на качающемся рычаге, перемещаемым пружиной или грузом. Расстояние между ведущей и ведомой ветвями ремня в зоне установки натяжного ролика должно составлять не менее 50 мм. При реверсивной нагрузке натяжные ролики не применяют.

Более подробные сведения о конструировании шкивов и натяжных устройствах содержатся в учебной и технической литературе [1, 2, 4].

Библиографический список:

1. Решетов Д. Н. Детали машин: Учеб. для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.: ил.

2. Курсовое проектирование деталей машин /В.Н.Кудрявцев, Ю.А.Державец, И.И.Арефьев и др.; Под общ. ред. В.Н.Кудрявцева: Учебное пособие для студентов машиностроительных специаль­ностей вузов.: - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. -400 с.

3. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов /С.А.Чернавский, Г.А.Снесарева, Б.С.Козин­цов и др. - 5-е изд. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с.

4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов.- 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,- 1998.- 447 с., с ил.

Приложение 1

Нормальные линейные размеры, мм (по ГОСТ 6636 – 69):

Примечание: под косой чертой приведены размеры посадочных мест для подшипников качения.

Учебно-практическое издание

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 711 | Нарушение авторских прав