Как рассчитать зубчато-ременную передачу

Ременные передачи находят все большее применение при разработке приводов различных механизмов, станков и машин. Это вызвано простотой и дешевизной данного вида связи, нет необходимости в смазке, не требуется использовать специальный корпус с маслом. Ременная передача отличается бесшумностью и высокой скоростью движения ремня. К относительным недостаткам ременных передач относятся довольно большие габариты привода в сравнении с аналогичными по характеристикам и параметрам зубчатыми редукторами и мультипликаторами, и определенные ограничения, накладываемые на передачу крутящего момента. Одно из популярных разновидностей ременных передач является зубчато-ременная передача (ЗРП)

Зубчато-ременные передачи

При ЗРП применен бесконечный ремень сложного строения — он плоский по внешней поверхности, но имеет передаточные зубья с сечением в виде трапеции на внутренней. Современные ремни позволяют организовать ЗРП при скорости ремня не превышающей 120 м/с. Рекомендуемые передаточные числа менее 30, мощность двигателя до 1000 кВт. Наиболее целесообразным представляется использование ЗРП для понижения оборотов от электродвигателя.

К преимуществам ЗРП относят:

  • Неизменность передаточного соотношения и устойчивость ремня к вытяжке, в сравнении с плоской ременной передачей;;
  • Малое натяжение ремня, что значительно снижает давление на вал, подшипники, опору;;
  • ЗРП имеют низкий уровень вибрации;;
  • У них достаточно высокий коэффициент полезного действия передачи (<0,98);;
  • Простое обслуживание и ремонт.;
Зубчато-ременный блок будет иметь меньшие размеры, чем передача, на клиновых ремнях с аналогичными характеристиками, она издает меньше шумового загрязнения при работе.

Ремни для ЗРП

Выбор ремня во многом является определяющим фактором при расчете ЗРП. Сегодня на рынке нашей страны представлено огромное количество марок зубчатых ремней от различных производителей. В конструкции односторонних зубчатых ремней можно увидеть в вертикальном сечении следующие слои:

  • Верхний слой с зубьями;
  • Несущий корд из композитных материалов;
  • Нижний плоский слой.

Сегодня применяется два основных способа для производства ремней для ЗРП — прессование с помощью автоклава и литье на гидравлических прессах в пресс-форме. При литьевой технологии получают ремни длиной до 1000 миллиметров. Это простая и дешевая технология, ремень получается точно соответствующим геометрическим параметрам. При прессовании в автоклаве можно получать очень длинные ремни (до 4000 миллиметров), с повышенной износостойкостью. Отличительная особенность такого ремня — наличие защитной тканевой обкладки на зубьях.

По обеим технологиям изготовляют ремни со стандартизированными геометрическими размерами. Наибольшее распространение получили ремни с трапецеидальными зубьями. Процесс зацепа зубьев ременной передачи с более крепким материалом металлического шкива ведет к разрушению зубьев ремня. Частично устранить этот недостаток могут ЗРП с полукруглым профилем зубьев

Приводные ремни с плоскими зубьями с трапециевидным сечением

В этих ЗРП используются ремни с зубьями с плоской вершиной. Низ ремня представляет собой зубья в форме трапеции в сечении, поперечно направленные, шаг постоянный. Маркировка таких ремней зависит от геометрии. Маркировка односторонних ремней MXL, XL, L, H, XH, XXH. Маркировка двусторонних ремней DD XL, DD L, DD H. Передача на плоскозубчатых ремнях является отличной альтернативой редукторам и цепной передачи. Такая ЗРП обеспечивает работу связи на большой скорости, она бесшумна и не требует смазочных материалов.

 

Маркировка Шаг Высота всего ремня Высота зуба в миллиметрах Длина ремня в миллиметрах
MXL 2.032 1.14 0.51 От 109.73 до 1026.16
XL 5.08 2.3 1.27 От 152.4 до 1600.2
L 9.525 3.6 1.91 От 314.96 до 1524
H 12.7 4.3 2.29 От 609.6 до 4318
XH 22.225 11.2 6.35 От 1289.05 до 4445
XXH 31.75 15.7 9.53 От 1289.05 до 4445

Ремни для ЗРП с плоскими зубьями округлого сечения

Маркировка одностороннего варианта ремней этого вида 3M, 5M, 8M, 14M, 20M, 2MR, 3MR, 5MR, 8MR, 14MR, а двусторонние ремни в промышленности маркируют как: DD5M, DD8M, DD14M, DS8M, 8GTM, 14GTM. У этих ремней имеется плоское основание, зубья расположены поперек, они круглые в сечении. Из-за такой формы ЗРП работает бесшумнее и эффективнее ремней ЗРП с трапециевидными зубьями, особенно на малых / средних скоростях. Промышленность выпускает сейчас большой выбор ремней с зубьями округлого сечения.

Маркировка Шаг Высота всего ремня Высота зубев в миллиметрах Длина ремня в миллиметрах
3M 3 2.4 1.2 111-1569
5M 5 3.6 2.1 225-2525
8M 8 5.6 3.4 288-3808
14M 14 10 6.1 609.6-4318
20M 20 10 6.10 966-4578

 

Сборочный (прессованный) зубчатый ремень

Используемая сейчас маркировка ремня — СБ ХХХХ. Конструктивно ремень имеет металлокордовый каркас, основу из полихлоропреновой специальной резины (торговая марка «неопрен») и верхнее защитное тканевое покрытие. Зубья имеют форму трапеции в сечении или полукруглые. Неопрен отличается высокой устойчивостью к действию синтетических смазок. Маркировка ремней расшифровывается следующим образом. Например, СБ 7-63-80 — «сборочный ремень» указывает на вид конструкции, имеющийся шаг зубьев, число зубьев, ширина самого ремня. Обратите внимание — шаг зубьев кратен 3,14, числу Пи, то есть для 7Пи это 21,98 мм. Соответственно, СБ 7-63-80 – 21,98 мм, 63 зуба, 80 мм.

Литьевые ремни

Материалом изготовления служит полихлоропреновая резина (неопрен) либо полиуретан. Первые маркируются как ЛР, полиуретановые как ЛПУ. Основой служит металлокорд, усиленный латунью. Шаг ремня также кратен числу Пи. Например, ремень с маркировкой ЛР 1 - 63 – 5 имеет шаг (расстояние между зубьями) 3,14 мм, 63 зуба и 5 мм в ширину, а сделан из полихлоропреновой резины.

Шкивы (шестерни) для зубчато ременных передач

Зубчатые шкивы для ЗРП обычно производятся и поставляются теми же компаниями, которые предлагают на рынке ремни. Также можно найти червячные фрезы-заготовки для того чтобы нарезать шкивы. Материалом изготовления служит пластик, алюминий, сталь, чугун. Шкивы бывают с фланцами, с одной или с двух сторон. Обычно меньший шкив ЗРП делают с двух сторон. Однако, при создании передачи, в которой расстояние между осями валов превышает 8-кратные диаметр меньшего шкива, рекомендовано применять фланцевые шкивы на меньшем и большем шкиве.

Шкивы и фланцы изготавливают раздельно, скрепляют прессовкой или винтовым соединением. Точность оси посадки шкива и зуба должна быть 1 микрометр на миллиметр толщины шкива. Такой же должна быть конусность к пределу допуска диаметра шестерни. Литые шкивы необходимо балансировать на скоростях больше 30 метров в секунду. А вот шкив, который обработали механическим способом можно применять без балансировки.

Как рассчитывается зубчато-ременная передача

На практике расчет ЗРП определяется передаваемой мощностью, частотой вращения электродвигателя и диаметром вращающейся шестерни (шкива). Если применять ремни с округлым сечением <>HTD, например, для двигателя в 5кВт и 1500 об/м, то рекомендуется использовать изделия с шагом 5М – 8 М. В расчетах также нужно определить ширину ремня. При выборе ремня с зубьями в виде трапеции в сечении рекомендуется уже шаг 12,7 миллиметров

Трудность точного расчета состоит в том, что кроме перечисленных факторов определяющую роль играет и материал ремня. Перед началом расчёта вы должны определится какой тип ремня вам больше подходит на страница нашего сайта Мир ремней г. Минск. Например, ремни с кевларовым кордом позволяют создать ЗРП с меньшими размерами. Поэтому в идеале нужно пользоваться методиками расчета, данными и программным обеспечением, которые бесплатно дают производители ремней.

Расчет зубчато-ременной передачи

Raschet zubchatogo remnya

Принимаемый диаметр шкива ЗРП (Dp) равен расстоянию до несущего слоя ремня. Главный параметр рассчитываемого ремня — модуль M = Р/π, стандартизованы модули кратности в 2 мм; 3 мм; 4 мм; 5 мм; 7 мм; 10 мм.

Модуль передачи рассчитывается по следующей формуле

formula rascheta remnya

Где Р это мощность, которую надо передать на вал, а греческая омега — угловая скорость. Это значение округляется до стандартного.

Чтобы обеспечить продолжительную службу ремня число зубьев Z1 у меньшей шестерни надо ограничить до следующих значений:

  • От 10 до 22 при m ≤ 7
  • и от 17 до 028 при m = от 7 до 10 миллиметров.

Чем больше скорость, тем больше значение Z1.

Количество зубьев у большего шкива рассчитывается по формуле:

Z2=K умноженное на Z1

где K за принимается передаточное число передачи.

Диаметры шкивов (соответственно малого и большого):

D1= m*Z1, a D2= m умноженное на Z2.

Расстояние между осями валов = (0,5...2) умноженное на (D1+ D2).

Количество зубьев у ремня Zp= L/(π*m), где L это предварительно принятая расчетная длина ремня. Ее следует округлить до ближайшего числа из следующего ряда 40; 45; 50; 56; 63; 71, 80, 90, 100. 112 и до 250.

Финишная расчетная длина ремня Lp= π*m*Zp.

Расчет ширины ремня ведется по формуле B = Ft/[q], в которой Ft это окружная сила ремня, а [q] это удельная окружная сила. Вычисляется значение по формуле [q] = q0*CF/Cp.

q0 — удельная окружная сила, ее можно выбрать из таблицы:

m 2 3 4 5 7 10
q0 5 10 25 35 45 60

Величина CF (это коэффициент неравномерности распределения) принимается равным 0,85. Значение Cp — коэффициент динамичности, выбирается как для таких же по мощности передач с плоским ремнем.

Полученные ширина ремня затем округляется до подходящего числа из ряда 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100.

Мы поможем вам рассчитать ЗРП и купить нужные ремни и шкивы! В компании Мир ремней в г. Минске высокий уровень специалистов.

Расчет зубной передачи может вызвать некоторые затруднения даже у специалистов. Если у вас есть вопросы, вы всегда сможете обратиться за советом к нашим консультантам. У нас работают опытные инженеры и консультанты, которые не только предложат вам выбрать ремень на ваш привод, но и в течение нескольких минут рассчитают с помощью прикладных программ от производителей наиболее оптимальные параметры для вашей ЗРП. В ассортименте нашего предприятия есть ремни и шкивы отведущих отечественных и зарубежных производителей.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

© Мир ремней. г. Минск

Заказ обратного звонка

Оставьте свой телефон и мы перезвоним в удобное для вас время!

Заказ обратного звонка

Ваш заявка принята. Ожидайте звонка.