Статья на тему

«Расчёт зубчато-ременной передачи механизма

открывания дверей кабины лифта»

Разработчик: Бакалов Евгений Сергеевич

Санкт-Петербург

2021

Зубчатые ремни выполняют бесконечно плоскими с выступами на

внутренней поверхности, которые входят в зацепление с зубьями на

шкивах.

Широкое

распространение

зубчатых

ремней

обусловлено

следующими их достоинствами:

- высокая нагрузочная способность;

- малые габариты;

- меньшая нагрузка на валы и подшипники механизма;

- отсутствие скольжения ремня;

- возможность реализации больших передаточных отношений;

- высокие скоростные характеристики;

- небольшое начальное растяжение, и, следовательно, малые

воздействия на валы и оси;

- низкий шум;

- высокий КПД (до 98%).

Выполним расчёт зубчато-ременной передачи в составе привода

дверей

(см.

рисунок

1).

Для

расчёта

воспользуемся

методикой,

приведённой в работе [1].

Рисунок 1 – Конструктивная схема привода дверей лифта

Произведём выбор электродвигателя и расчёт основных параметров

зубчато-ременной передачи. [1]

Так

как

электродвигатель

является

стандартным

узлом

и

поставляется с завода-изготовителя, было отдано предпочтение частотно-

регулируемому приводу KAG

M48x50/I, техническая характеристика

которого указана в таблице 1.

Таблица 1 – Техническая характеристика привода DO 2000

Параметр

Величина

Частота вращения на выходном

валу

3150 об/мин

Полезная мощность

33 Вт

Тип двигателя

Электродвигатель

постоянного

тока с постоянным магнитом

Управление

Преобразователь

переменной

частоты с микропроцессором

Электропитание

24 В

Род тока

Постоянный

Передаточное

число

понижающего блока

15:1

Вычислим модуль ремня с полукруглым профилем:

m

=

Сp

√

P

n

=

25

√

33

3150

=

3 мм .

Зубчатый

шкив

поставляется вместе

с

электродвигателем.

В

выбранном электродвигателе установлен шкив с числом зубьев:

z

1

=

21

Так как второй ролик зубчато-ременной передачи предназначен

только для натяжения ремня передаточное число u будет равно:

u = 1

Найдем число зубьев ведомого шкива:

z

2

=

z

1

u

=

21

∗

1

=

21

Определим диаметры делительных окружностей шкивов:

d

1

=

d

2

=

zm

=

21

∗

3

=

63 мм.

Вычислим длину ремня:

l

=

2 a

+

π

(

d

1

+

d

2

)

2

+

(

d

2

−

d

1

)

2

4 a

= 2*990+3, 14*63=2 178 мм.

Определим число зубьев ремня:

z

p

=

l

πm

=

2178

3,14

∗

3

=

231

Вычислим действительную длину ремня:

l

∂

=

z

p

πm

=

231

∗

3,14

∗

3

=

2177 мм.

Найдем межосевое расстояние при l = 2177 мм

a

=

0.25

∗

{

l

−

0,5

∗

π

∗

(

d

1

+

d

2

)

+

√

[

l

−

0,5

∗

π

∗

(

d

1

+

d

2

)

]

2

−

2

∗

(

d

2

−

d

1

)

2

}

=

0,25

∗

(

1978

+

44,47

)

=

990 мм

Определим окружную скорость ремня:

v

=

π

∗

d

1

∗

n

60

∗

1000

=

3,14

∗

63

∗

1000

60

∗

1000

=

10 м

/

с

Вычислим расчетную окружную силу:

F

tr

=

P

v

=

0.033

10

=

0.33кН

На основании [3] номинальная допускаемая удельная окружная сила

для рассчитываемой передачи:

w

0

=

5 Н

/

мм

Найдем расчетную удельную окружную силу:

w

=

w

0

∗

K

u

∗

K

z

=

5

∗

1

∗

1

=

5 Н

/

мм .

Линейная плотность (масса) 1 м ремня шириной 1мм [2]:

q = 0,005 кг/мм.

Определим расчетную допускаемую удельную окружную силу:

[

w

]

=

(

w

−

q

∗

v

2

)

=(

5

−

0,005

∗

10

2

)=

4,5 Н

/

мм

Вычислим расчетную ширину ремня:

b

=

F

u

[

w

]

∗

3,5

F

u

/

(

[

w

]

∗

3,5

)

=

220

/(

4,95

∗

3,5

)=

12,7 мм .

Найдем фактическую ширину ремня:

b

ф

=

b

/

К

ш

=

12,7

/

1,05

=

12,32 мм .

Выполним расчет на износостойкость. Примем высоту зуба:

h=2.5 мм

При частоте вращения n = 1000 об/мин. допускаемое давление на

зубья ремня [2]:

[

p

]

z

=

1 МПа

Найдем давление на зубья ремня:

p

=

F

tr

∗

φ

z

1

∗

b

∗

h

=

220

∗

2

21

∗

12,7

∗

2.5

=

0.66 МПа

Условие удельного давления

p

<

[

p

]

z

выполняется.

Таблица 2 – Расчёт зубчато-ремённой передачи

Наименование и обозначение параметра

Исходные данные

Модуль ремня, мм

3

Число зубьев

21

21

Передаточное число

1

Профиль зуба ремня

трапецеидальный

Ролики внутри контура

-

Ролик снаружи контура

-

Определяемые параметры

Межцентровое расстояние, мм

990

Число зубьев

21

21

Делительный диаметр, мм

63

63

Диаметр вершин зубьев, мм

61,8

61,8

Диаметр впадин зубьев, мм

55,8

55,8

Обозначение ремня

3-160-12,5 ОСТ

38 05114-76

Шаг ремня, мм

9,425

Число зубьев ремня

231

Длина ремня, мм

2177

Ширина ремня, мм

12,5

По этим параметрам с использованием пакета КОМПАС была

спроектирована зубчато-ременная передача. На рисунке 2 показан общий

вид

спроектированной

передачи.

Источником

движения

является

электродвигатель

1, с помощью вала электродвигателя передаётся

движения редуктору 2, который синхронизирует скорость вращения вала

электродвигателя 1 со скоростью вращения зубчатого шкива 6. Далее за

счёт зубчатого ремня 5 передаётся движение каретке, к которой

прикреплена створка. Ремень с кареткой соединяются за счёт зажима 4.

Натяжение ремня 5 происходит за счёт натяжного устройства 3, в которое

входит зубчатый шкив.

1 – электродвигатель, 2 – редуктор, 3 – натяжное устройство, 4 –

крепление ремня, 5 – ремень, 6 – зубчатый шкив

Рисунок 2 – Общий вид зубчато-ременной передачи

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ткаченко, В.Я. Электропривод лифтов. / В.Я. Ткаченко – М.: МИСИ,

1982. – 180 с.

2. Горбацевич,

А.Ф.

Курсовое

проектирование

по

технологии

машиностроения / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред – 5-е изд.,

стереотип. – М.: Альянс, 2007. – 256 с.

3. Горошкин, А.К. Приспособления для металлорежущих станков /

А.К. Горошкин – М.: Машиностроение, 1971. – 384 с.