Расчет и проектирование механизма поворота руля (стр. 2 из 6)

В отличие от плоских, клиновых и поликлиновых передач в зубчатых ременных передачах движение передается посредством сил трения, а также зацеплением ремня и шкивов, т.е. устанавливается достаточно жесткая кинематическая связь между ведущими и ведомыми звеньями механизмов.

Простейшая передача с зубчатым ремнем состоит из ведущего 1, ведомого 2 шкивов и охватывающего их зубчатого ремня 3.

Расчет зубчатоременной передачи ведем в следующей последовательности.

1. Определяем момент, мощность и частоту вращения на ведомом шкиве зубчатоременной передачи:

- вращающий момент на ведущем шкиве:

.

- момент

;

- частота вращения

;

- мощность

.

2. По величине крутящего момента на ведущем шкиве выбираем модуль зубчатого ремня

: .

3. Определяем число зубьев малого (ведущего) шкива. По

находим, что минимальное число зубьев малого шкива не должно быть меньше 12, поэтому в качестве расчетных чисел зубьев принимаем .

4. При выбранном передаточном отношении

определяем число зубьев ведомого шкива по формуле:

.

5. Диаметры делительных окружностей шкивов рассчитываем по формулам:

;

.

6. Вычисляем скорость ремня

используя зависимость:

.

7. Действительная частота вращения ведомого шкива

.

Уточненное передаточное отношение

.

8. Межосевое расстояние вычисляем по формуле:

.

9. Определяем требуемую длину ремня при заданном межосевом расстоянии

.

10. Определяем число зубьев ремня

и округляем его до стандартного :

.

Принимаем

и уточняем длину ремня

.

11. Силу, передаваемую зубчатым ремнем, вычисляем по формуле:

.

Коэффициент

принят равным единице для спокойной пусковой нагрузки .

12. Расчетную допускаемую удельную силу на ремне определяем по зависимости:

,

где

- допускаемая удельная сила,

- коэффициент передаточного отношения,

,

(для однороликового прижимного устройства).

.

13. Определяем числа зубьев ремня, находящихся в зацеплении с ведущим и ведомым шкивами:

;

,

;

.

Таким образом,

принимаем ;

принимаем .

14. Определяем необходимую ширину ремня:

,

где

- погонная масса,

- коэффициент, учитывающий наличие неполных витков каната у боковых поверхностей ремня.

.

Принимаем ширину ремня в соответствии со стандартным рядом

.

15. Рассчитываем удельные давления на рабочих поверхностях зубьев ремня и сравниваем их с допустимыми

:

,

где

, .

Из

выбираем , т.е. .

16. Величину начального натяжения ремня

вычисляем по эмпирической зависимости

.

17. Силу, действующую на вал передачи, определяем по формуле:

.

18.Для динамического анализа зубчатой ременной передачи рассчитываем критическую линейную скорость ремня в такой последовательности:

а) по

(для ремня с ) находим его собственную частоту:

;

б) определяем натяжение ведущей и ведомой ветвей ремня:

;

;

в) определяем деформацию одного шага ведущей и ведомой ветвей ремня:

;

,

,

т.к.

- податливость каркаса ремней.

Таким образом,

;

;

г) находим критическую скорость зубчатого ремня

.

Получаем для ведущей ветви

;

для ведомой цепи

.

Скорость ремня

. Следовательно, передача работает в дорезонансной зоне и не требует корректировку параметров.