Рисунок 10. Конструктивные формы конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев dае>120 мм.
По рис. 10,а) конструируют колеса при единичном и мелкосерийном производстве. По рис. 10, б) конструируют конические колеса при крупносерийном производстве. При любой форме колес внешние углы зубьев притупляют фаской f=0,5mte. Ширину S (мм) принимают: S = 2,5mte+2 мм.
Шкивы. Основные конструктивные элементы шкива ременной передачи: обод, несущий ремень; ступица, насаживаемая на вал; диск или спицы, соединяющие обод со ступицей.
Материалами для шкивов ременных передач могут быть: чугун, сталь, легкие сплавы, пластмассы и дерево.
Чугунные шкивы наиболее распространены; они изготовляются из серого чугуна методом отливки и применяются при окружных скоростях до 30 м/с; для шкивов из модифицированного чугуна эта скорость может быть выше (до 45 м/с).
Стальные шкивы могут быть литыми, сварными или точеными. Стальное литье может применяться при окружных скоростях до 45 м/с; сварные шкивы допускают скорость до 60 м/с.
Шкивы из алюминиевых сплавов имеют среди металлических шкивов минимальную массу и могут использоваться при скоростях до 100 м/с, так как малая плотность этих сплавов значительно снижает центробежные нагрузки.
Неметаллические шкивы имеют малую массу, высокий коэффициент трения ремня о шкив, но теплопроводность и износостойкость их ниже, чем у металлических шкивов.
Шкивы, работающие с окружной скоростью свыше 5м/с, подвергаются статической балансировке.
Основные размеры, конструктивные особенности и технические условия для шкивов плоскоременных передач регламентированы ГОСТ17383–73. Стандарт устанавливает три типа шкивов с посадочным отверстием двух исполнений – цилиндрическим и коническим (рис.14).
Рисунок 14. Типы стандартных шкивов плоскоременных передач
Шкивы имеют гладкую рабочую поверхность обода. На поверхности обода шкивов, работающих с окружной скоростью свыше 40 м/с, должны быть проточены кольцевые канавки, обеспечивающие выход воздуха из-под ремня, во избежание образования воздушного клина, ухудшающего сцепление между ремнем и шкивом. Для предупреждения сползания плоского ремня со шкивов один из них (обычно ведомый) делают выпуклым, очерченным в осевом сечении дугой окружности (тип I), или с цилиндрической поверхностью в середине и коническими по краям (тип III),величина стрелы выпуклости h обода шкива возрастает с увеличением диаметра шкива. Допускается изготовлять шкивы с буртиками на ободе и конусностью посадочного отверстия 1:5. Для уменьшения изнашивания ремня в результате упругого скольжения шероховатость поверхности обода шкива не должна превышать Ra= 2,5 мкм. Ширина В обода шкива принимается по таблицам ГОСТа в зависимости от ширины b ремня из стандартного ряда (мм): 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 71; 80; 90; 100 и т.д. до 250 (для открытых передач В=1,1b+ 10 мм).
В приложении к стандарту даны рекомендуемые сочетания основных параметров и присоединительных размеров шкивов для плоских приводных ремней.
Основные размеры шкивов для клиноременных передач и технические требования к этим шкивам стандартизованы. Стандарт устанавливает три типа конструкций шкивов (рис.15): а – монолитных с расчетным диаметром до 100 мм; б – с диском с расчетным диаметром от 80 до 400 мм; в – со спицами и расчетным диаметром от 180 до 1000 мм. Шкивы могут изготовляться с цилиндрическим или коническим посадочным отверстием, число канавок у стандартных шкивов не превышает восьми. В шкивах со спицами ось шпоночного паза должна совпадать с продольной осью спицы (рис.15, в). Для снижения изнашивания ремня за счет упругого скольжения шероховатость рабочих поверхностей канавок должна быть Ra≤ 2,5 мкм.
Угол α профиля канавок для клиновых ремней зависит от расчетного диаметра dpшкивов и колеблется в пределах α = 34…40° (рис.16, а). Это связано с тем, что при огибании шкива ремень изгибается; эпюра напряжений изгиба и положение нейтральной оси (Н. О.) показаны на рис.16, б. В зоне растянутых волокон поперечные размеры ремня уменьшаются, а в зоне сжатых волокон – увеличиваются, в результате чего угол клина ремня при огибании шкива становится меньше своего первоначального значения φ0= 40 ± 1°. Чем меньше диаметр шкива, тем больше напряжение изгиба и изменение угла клина ремня. Для обеспечения полного прилегания боковых поверхностей ремня к боковым поверхностям канавки шкива соблюдается условие α < φ0.
Рисунок 15. Типы стандартных шкивов клиноременных передач
Рисунок 16. Схема для определения угла профиля канавок
Шкивы изготавливают из чугуна, легких сплавов, сварными из стали, а также из пластмасс. В проектируемых ременных передачах при окружной скорости v < 30 м/с шкивы изготовляют литыми. Расчет конструктивных элементов шкивов выполняется по табл. 14.
Таблица 14. Конструкция шкивов клиноременных передач