Предисловие (стр. 16 )

(3.116)

где Ft — окружная сила;[k] — допускаемое полезное напряжение:

(3.117)

В этой формуле k0 — приведенное полезное напряжение; C0 — ко­эффициент, учитывающий тип передачи и ее расположение (для откры­тых горизонтальных передач и любых передач с автоматическим натяже нием ремня Со = 1; при угле наклона межосевой линии к горизонту более 60° Со = 0,9...0,8, так как при больших углах наклона передачи вес ремня ухудшает его сцепление с нижним шкивом); Са— коэффициент угла об­хвата малого шкива:

α10 ---

Сα --- 1,0 0,97 0,94 0,91

Cv — коэффициент влияния центробежных сил, зависящий от скоро­сти v ремня:

,m/c --- 1 10 20 30

Cv --- 1,04 1,0 0,88 0,68

Ср — коэффициент динамичности и режима работы (при односменной работе и характере нагрузки: спокойная Ср = 1, умеренные колебания Ср = 1,2, ударная Ср = 1,3; при двухсменной работе значения повышаются на 15%, при трехсменной — на 40%).

У резинотканевых ремней основную нагрузку несут тканевые прокладки, поэтому в качестве характеристики тяговой способности этих ремней принимается приведенная рабочая нагрузка q, при­ходящаяся на миллиметр ширины одной прокладки.

По стандарту для тканей из хлопчатобумажных и комбинированных нитей q = 3 Н/мм, для тканей из синтетических нитей q = 10...20 Н/мм в зависимости от сорта ткани.

Ширина b резинотканевых ремней определяется по формуле

(3,118)

где Ft — окружная сила; i — количество прокладок в ремне; [q] — допускаемая рабочая нагрузка на миллиметр ширины прокладки: (3.119)

(коэффициенты С выбирают такими же, как для кожаных и текстильных ремней).

Количество прокладок i в ремне определяется по табл.3.16 в зависимости от диаметра малого шкива и скорости ремня.

Таблица 3.16

Количество	Диаметр шкива, мм, для скорости ремня до, м/с
прокладок	5	10	15	20	25	30
	80

Ширина резинотканевых ремней выбирается из стандартного ряда (мм): 20; 25; 32; 40; 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125 и т. д. до 1200.

Для резинотканевых ремней сила Fo предварительного натяжения ремня определяется по формуле

(3.120)

где q0 — удельная сила предварительного натяжения, приходящаяся на единицу ширины одной прокладки (q0 = 2 Н/мм при малом межосевом расстоянии; q0 = 2,25 Н/мм при большом межосевом расстоянии; q0 = 2,5 Н/мм при автоматическом натяжении).

В большинстве случаев резинотканевые ремни выпускают в рулонах, поэтому для сшивки концов длину ремня увеличивают против расчетной на 100—400 мм.

В качестве характеристики тяговой способности синтетических ремней принимается приведенная предельная окружная сила q (передаваемая единицей ширины ремня), которая устанавлива­ется в зависимости от выбранной толщины ремня δ и предварительного напряжения σ0 (q = 2Н/мм, см. справочники).

Для синтетических ремней толщиной δ = 0,4... 1,2 мм отношение

(Dmin / δ) ≈ 75.

Расчет синтетического ремня заключается в определении его шири­ны по формуле

(3.121)

где F, — окружная сила, [q] — допускаемая удельная окружная сила:

(3.122)

(коэффициенты С выбирают в соответствии с ранее приведенными рекомендациями).

3.3.4 Зубчато-ременные передачи

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 — коэ. ффициент 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.

3.4. ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ

3.4.1. Общие сведения и детали передач

Изложение материала этой главы ведется в соответствии с ГОСТ «Цепи роликовые. Термины и определения», а также другими стандартами, имеющими отношение к цепным передачам.

Цепной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между параллельными валами при помощи двух жесткозакрепленных на них зубчатых колес — звездочек и надетой на них бесконечной цепи (рис. 3.41).

Цепь — многозвенная гибкая связь, которая может использоваться для перемещения грузов (тяговые цепи), подвески или подъема и опускания грузов (грузовые цепи), для передачи движения (приводные цепи).

В дальнейшем мы будем рассматривать только приводные цепи, которые используются в цепных передачах.

Достоинства цепных передач заключаются в том, что они позволяют передавать вращение удаленным (до 8 м) валам, а также приводить в движение одной цепью несколько валов; в цепной передаче отсутствует проскальзывание, а радиальная нагрузка на валы в два раза меньше, чем в ременной передаче; цепные передачи имеют высокий КПД (при благоприятных условиях η= 0,97...0,99), могут осуществлять передачу значительных мощностей (до нескольких тысяч киловатт), допускают скорости движения цепи до 35 м/с и передаточные числа до и = 10.

Рис. 3.43

Недостатки цепных передач: повышенная виброактивность и шум при работе вследствие пульсации скорости цепи и динамических нагрузок; интенсивный износ шарниров вследствие трения и трудностей смазывания, вытягивание цепи вследствие износа шарниров и удлинения пластин.

Цепные передачи широко применяют в металлорежущих и деревообрабатывающих станках, в нефтяном, горном, транспортном, сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях. Цепные передачи выполняют как понижающими, так и повышающими, широко известна, например, повышающая передача к заднему колесу велосипеда. Ответственные цепные передачи выполняют закрытыми, заключенными в жесткий корпус, который служит масляной ванной.

Исходной расчетной характеристикой всех цепей является шаг цепи t, измеряемый по хорде делительной окружности звездочки.

Приводные цепи бывают роликовые, втулочные, зубчатые и фасонно-звенные; первые три вида цепей стандартизованы. На рис. 3.41, 3.42 показана двухзвездная передача однорядной роликовой цепью, состоящей из наружного звена I (собранного из двух наружных пластин 1 и валиков 2, неподвижно закрепленных в отверстиях наружных пластин) и внутреннего звена II (состоящего из двух внутренних пластин 3, втулок 4, неподвижно закрепляемых в отверстиях внутренних пластин и роликов 5, свободно надеваемых на втулки). Ролики, перекатываясь по зубьям звездочек, уменьшают их износ.

Наружное и внутреннее звенья в сборе образуют вращательную кинематическую пару. Пластины имеют форму тел равного сопротивления.

Втулочная цепь отличается от роликовой тем, что у первой нет роликов, а диаметр валиков и длина втулок несколько больше, благодаря чему при прочих равных условиях среднее давление в шарнирах втулочной цепи меньше. Втулочные цепи дешевле роликовых, но износостойкость их ниже.

Роликовые и втулочные цепи могут быть однорядными и многорядными. На рис. 3.43 показана двухрядная роликовая цепь, которая собирается из элементов однорядной цепи, за исключением валиков. Валики втулочных и роликовых цепей расклепывают, кроме валиков соедини-тельного звена l, с помощью которого пружинным замком или шплинтами соединяются концы цепи. Если число шагов цепи нечетное, то применяется переходное звено 2.

Рис. 3.45

Согласно ГОСТу, приводные роликовые и втулочные цепи для ма­шин и механизмов изготовляют следующих типов:

ПРЛ — роликовые легкой серии; ПР — роликовые нормальной серии; ПРД — роликовые длиннозвенные; ПРИ — роликовые с изогнутыми пластинами; ПВ — втулочные.