4 РАСЧЕТ ОТКРЫТЫХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Открытые цилиндрические передачи выполняют прямозубыми, так как они работают при небольших скоростях, v 1 м/c. Приработка зубьев в этом случае происходит при всех твёрдостях зубьев, но изготавливают их в большинстве случаев из нормализованных или улучшенных сталей. Открытые передачи в процессе работы интенсивно изнашиваются. Открытые передачи конструируют узкими с коэффициентом ширины ba = 0,1 - 0,2.

Для открытых передач, исходя из прочности зуба на изгиб, определяют модуль зубчатой передачи, а затем другие геометрические параметры зубчатых колёс.

4.1Расчёт цилиндрической передачи

1.Определяют модуль зубчатой передачи

m 3 3T1kF yFS /(z1 m [ F ])

(4.1)

и округляют до ближайшего значения (табл. 2.10), где Т1 - вращающий момент на шестерне открытой передачи, Нмм;

kF - коэффициент концентрации нагрузки при изгибе, (см. рис. 2.3); z1 - принимают число зубьев шестерни в интервале 17-21;

yFS - коэффициент формы зуба (см. рис. 2.10);

m - по табл. 2.9;

[ F ]- допускаемое напряжение материала колеса (см. раздел 2.1). 2. Определяют число зубьев колеса

z2 z1uОЗП ,

где uОЗП - передаточное число открытой зубчатой передачи (см. раздел 1),

uОЗП iОЗП.

3. Определяют делительные диаметры шестерни и колеса d1 m z1 , d2 m z2 .

4.Определяют диаметры окружностей по выступам и впадинам зубьев шестерни

иколеса

49

da d 2m;

d f d 2,5m .

5. Определяют межосевое расстояние

a (d1 d2 ) / 2 .

Проверочный расчёт на контактную прочность открытой передачи не выполняют, так как окружная скорость в передаче незначительная и число циклов изменения напряжений колёс мало, что не приведёт к усталостному выкрашиванию профиля зуба.

4.2Расчёт конической передачи

1.Определяют внешний модуль зубчатой передачи

	me 3 2T1kF YFS /( F z1 m [ F ]) ,		(4.2)
где Т1 - вращающий момент на шестерне, Н мм;
kF - коэффициент концентрации нагрузки при изгибе, (см. рис. 2.7);
z1 - число зубьев шестерни, z1 принимают в интервале z1 =11 - 22;
YFS	- коэффициент, учитывающий форму зуба (см. рис. 2.10), для z1 ;
F	- коэффициент, учитывающий понижение изгибной прочности
конической передачи; для прямозубых конических передач F =0,85. Для передач с
тангенциальными и круговыми зубьями F		определяют по табл. 2.18;
m	- коэффициент, равный m	bW / mm , выбирают по табл. 2.9	для

открытых передач

[ F ]- допускаемое напряжение на изгиб материала шестерни (см. раздел

2.2).

2. Определяют число зубьев колеса

z2 z1uКП ,

где uКП - передаточное число конической передачи.

3. Определяют внешние делительные диаметры шестерни и колеса de1 me z1 ; de2 me z2 .

4. Определяют угол делительного конуса колеса 2 и шестерни 1

50

uКП

de2

0,5Re sin 2

sin 2

tg 2

;

de1

0,5Re sin 1

sin 1

2

arctguКП ;

1

90

2 .

5.

Определяют внешнее конусное расстояние

R

e

0,5de1

/ sin 1 или Re

de2

uКП 2 1

.

2uКП

6.

Определяют ширину зубчатого венца

b kbe Re , принимая ближайшее значение по табл. 2.19;

где

kbe = 2 /[(u / km ) km ] 0,3 ;

где

km =0,6 – при консольной установке шестерни.

7.

Определяют средний делительный диаметр шестерни

dm1 de1 (Re 0,5b) / Re .

8.Определяют средний нормальный модуль

mm dm1 / z1 .

9. Определяют средний делительный диаметр колеса

dm2 mm z2 .

10.Определяют окружную скорость в среднем сечении шестерни

vdm1 n1 / 60,

где n1 - частота вращения шестерни, мин-1.

11. Определяют степень точности зубчатой передачи по табл 2.12.

51

5.КОМПЛЕКСНЫЙ РАСЧЕТ КЛИМОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

5.1Общие сведения

Ременная передача в наиболее общем виде (см. рис. 10.2) состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных ремнем (ремнями), надетым на шкивы с предварительным натяжением.

Вращение ведущего шкива преобразуется во вращение ведомого, благодаря трению, развиваемому между ремнем и шкивами.

По форме поперечного сечения различат плоские, клиновые, поликлиновые и круглые приводные ремни. Клиновые ремни в сечении представляет собой трапецию. Рабочими поверхностями клинового ремня являются его боковые стороны, которыми он соприкасается с боковыми сторонами канавки шкива. Глубину канавок шкивов принимают больше высоты сечения ремня, чтобы между нижним основанием ремня и дном канавки шкива был зазор. Эти ремни, благодаря клиновому взаимодействию со шкивом, характеризуются повышенным сцеплением с ним и, следовательно, повышенной тяговой способностью.

Приводной ремень должен обладать определенной тяговой способностью (способностью передавать заданную нагрузку без буксования) и достаточной долговечностью. Тяговая способность ремня обеспечивается надежным сцеплением его со шкивами, что обусловливается высоким коэффициентом трения между ними. Варьирование нагрузочной способности осуществляется при принятом сечении ремней - изменением их числа. При большом числе ремней получить равномерную их нагрузку весьма сложно. Поэтому рекомендуется устанавливать в передаче не более 8 12 клиновых ремней. Долговечность ремня зависит от возникающих в нем напряжений изгиба и частоты циклов нагружений - числа пробегов ремня в единицу времени.

Клиновые ремни (рис. 5.1,а,б,в) для приводов общего назначения изготовляют двух конструкций: кордтканевые и кордшнуровые.

52

Рис. 5.1 Конструкции клиновых (а,б) и поликлиновых (в) ремней

Кордтканевые клиновые ремни (рис. 5.1,а) состоят из нескольких слоев кордткани 2, передающих основную нагрузку и расположенных примерно симметрично относительно нейтрального слоя ремня; резинового или резинотканевого слоя растяжения 1, находящегося над кордом; резинового или, реже, резинотканевого слоя сжатия 3, расположенного под кордом; нескольких слоев оберточной прорезиненной ткани 4.

В кордшнуровых клиновых ремнях (рис. 5.1,б) вместо слоев кордткани предусматривают один слой кордшнура 2, слой растяжения из резины средней твердости и слой сжатия из более твердой резины. Эти ремни, как более гибкие и долговечные, применяют при тяжелых условиях работы.

Клиновые ремни выпускают: нормальных сечений с отношением большего

основания b0	трапециевидного сечения к высоте b0 / h 1,6 1,7 ; узкие с
b0 / h 1,2 1,3	и широкие с b0 / h 3,3 3,4 для вариаторов.

5.2 Геометрический расчет передачи Основными геометрическими параметрами ременной передачи (см. рис. 5.2)

являются: диаметр меньшего (ведущего) шкива d1 , диаметр большего (ведомого)

шкива d2 , межосевое расстояние a , расчетная длина ремня и угол обхвата на меньшем шкиве 1 .

Для ограничения напряжений изгиба минимальное значение диаметра dmin

53

меньшего шкива регламентировано стандартом ГОСТ 1284.3-80 в зависимости от выбранного профиля ремня (табл. 5.1).

Минимальное межосевое расстояние amin 0,55 d1 d2 h ,

где h - высота ремня.

Максимальное межосевое расстояние по экономическим соображениям (увеличение габаритов и стоимости ремней) и для предотвращения поперечных

колебаний ремня рекомендуют ограничивать значением

amax 1,5 2 d1 d2 .

Требуемая длина ремня для передачи

	2a dср 2 / a ,
где	dср d1 d2 / 2; d2	d1 / 2 .
Угол обхвата меньшего шкива
	1 180 2 / a 57,3 120 .
		3	d2
	1

1

ведомая ветвь

d1

1

ведущая ветвь

2

2

а

Рисунок 5.2 1 – ведущий шкив; 2 – ведомый шкив; 3 – клиновой ремень

54