4.3.3 Расчет поликлиновой ременной передачи

• Исходные данные:

–крутящий момент на валу электродвигателя, Нм;

Передаточное число

• Сечение ремня:

Сечение ремня принимается по крутящему моменту электродвигателя. Для крутящего момента принимаем сечение ремня Л. Также для такого крутящего момента минимальный диаметр

• Диаметр меньшего шкива:

Оптимальный диаметр меньшего шкива следует принимать больше или равным для повышения долговечности ремня и КПД передачи.

При диаметр меньшего шкива рассчитывается по формуле:

где – крутящий момент на валу электродвигателя, Нм;

Принимаем стандартное значение диаметра шкива

• Диаметр большего шкива

Диаметр большего шкива рассчитывается по формуле:

где – диаметр меньшего шкива, мм;

–передаточное число,

• Скорость ремня:

Скорость ремня рассчитывается по формуле:

где – диаметр меньшего шкива, мм;

–номинальная частота электродвигателя, ;

• Межосевое расстояние:

Минимальное межосевое расстояние определяется по формуле:

где - высота клина поликлинового ремня, принимается по таблице,

мм

Принимаем

• Длина ремня:

Длина ремня определяется по формуле:

где – предварительно принятое межосевое расстояние,

Принимаем длину ремня из стандартного ряда 1120 мм

• Уточненное межосевое расстояние:

Уточняем межосевое расстояние после принятия стандартной длины ремня по формуле:

• Угол обхвата α:

Угол обхвата на малом шкиве рассчитывается по формуле:

где – уточненное межосевое расстояние,

• Допускаемая мощность на один ремень с 10 ребрами:

Допускаемая мощность на один ремень с 10 ребрами в реальных условиях рассчитывается по формуле:

где – исходная мощность, выбирается по таблице

–коэффициент угла обхвата,

–коэффициент, учитывающий влияние на долговечность длины ремня, принимается

–коэффициент динамичности и режима нагрузки, принимается

поправка, учитывающая влияние изгиба на большом шкиве:

где– поправка к моменту на быстроходном валу,Нм

–номинальная частота электродвигателя, ;

• Число ребер Z:

Число ребер Z поликлинового ремня рассчитывается по формуле:

где – передаваемая мощность,

–Допускаемая мощность на один ремень с 10 ребрами,

Принимаем ремень с числом ребер

• Сила предварительного натяжения ремня с числом зубьев Z:

где – передаваемая мощность,

–коэффициент угла обхвата,

Z – число ребер, Z=14

–масса 1 м ремня с 10 ребрами, кг/м

–коэффициент динамичности и режима нагрузки, принимается

• Сила, действующая на валы:

Сила, действующая на валы, выражается через

• Геометрические параметры шкивов:

Расчетные диаметры шкивов:

Наружные диаметры шкивов:

Ширина шкивов:

Рисунок 4.2 – Сечение применяемого ремня

4.3.4 Расчет постоянной конической прямозубой передачи

• Исходные данные

1. Расчетный крутящий момент на третьем валу привода

2. Число зубьев шестерни

3. Число зубьев колеса

4. Передаточное число . Передаточное число принимается таким же, как и в зубчатой передачес целью обеспечить одинаковые диапазоны регулирования частот вращения вертикального и горизонтального шпинделей.

• Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки

В качестве материала для зубчатых колес назначается сталь 25ХГМ, которая отвечает необходимым техническим и эксплуатационным требованиям. В качестве термической обработки выбирается нитроцементация с закалкой, позволяющая получить твердость зубьев 58-60 HRC.

• Проектный расчет конической прямозубой передачи на контактную выносливость зубьев

Диаметр средний диаметр делительный шестерни рассчитывается по формуле

где – вспомогательный коэффициент; для прямозубых передач;

–расчетный крутящий момент на пятом валу привода,

–коэффициент нагрузки для шестерни, принимается по графику исходя из величины , где. Принимаеми

–передаточное число передачи:

–отношение рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни: и рассчитывается по формуле:

где– угол делительного конуса,

,

Принимаем

- допускаемое контактное напряжение, МПа

Допускаемое контактное напряжение для косозубых передач рассчитывается по формуле

где - базовый передел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений:;

–коэффициент безопасности:

Средний окружной модуль передачи определяется из условия расчета на контактную выносливость зубьев по рассчитанному значению среднего делительного диаметра шестерни по формуле

где – диаметр начальной окружности шестерни, мм:

–число зубьев шестерни:

• Проектный расчет конической прямозубой передачи на выносливость зубьев при изгибе

Средний окружной модуль передачи при проектном расчете зубьев на изгибную выносливость рассчитывается по формуле

где – вспомогательный коэффициент, зависящий от коэффициента осевого перекрытия:;

–расчетный крутящий момент на пятом валу привода,

–коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимается по графику исходя из величины ,

–коэффициент, учитывающий форму зуба, принимается по графику исходя из величины эквивалентного числа зубьев . Принимаем

–число зубьев шестерни: ;

–допускаемое напряжение зубьев при изгибе, МПа.

Допускаемое напряжение зубьев при изгибе рассчитывается по формуле

где – предел выносливости материала зубьев,МПа:;– коэффициент режима нагрузки и долговечности:

Модуль передачи при проектном расчете на изгибную выносливость

• Определение модуля конической прямозубой передачи

По контактной выносливости Средний окружной модуль передачи должен быть мм, а по выносливости зубьев при изгибемм. Следует принимать значение среднего окружного модуля

Рассчитываем внешний окружной модуль, который стандартизуется:

Принимаем стандартное значение внешнего окружного модуля.

• Расчет геометрических характеристик параметров конической прямозубой передачи

Геометрические параметры конической прямозубой передачи определяются по формулам:

1. Число зубьев плоского колеса:

2. Внешнее конусное расстояние

3. Углы делительных конусов:

4. Внешние делительные диаметры шестерни и колеса

5. Внешние диаметры вершин зубьев шестерни и колеса

6. Внешние диаметры впадин зубьев шестерни и колеса

7. Ширина венца зубчатого колеса

8. Среднее конусное расстояние

9. Средний окружной модуль

10. Средние делительные диаметры шестерни и колеса:

Результаты вычислений сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Геометрические параметры зубчатой передачи

Наименование параметра	Обозначение	Значение
Передаточное число		1,27
Число зубьев плоского колеса
Число зубьев шестерни		44
Число зубьев колеса		56
Углы делительных конусов, град		38,04 51,96
Внешнее конусное расстояние, мм		142,42
Внешние делительные диаметры шестерни и колеса, мм		176 224
Внешние диаметры вершин зубьев шестерни и колеса, мм		182,3 228,92
Внешние диаметры впадин зубьев шестерни и колеса, мм		168,43 218,08
Ширина венца зубчатого колеса, мм		42
Среднее конусное расстояние, мм		121,42
Средний окружной модуль, мм		3,4
Средние делительные диаметры шестерни и колеса, мм		149,6 190,4