Расчет ременных передач

2.6.1. Расчет клиноременной передачи

И с х о д н ы е д а н н ы е: мощность на малом шкиве Р₁ = 3 кВт; частота вращения малого шкива n₁= 1420 мин^-1 (рис.2.9); передаточное число u =2; характер нагрузки – умеренные толчки, удары.

1. Размер сечения выбираем в зависимости от крутящего момента Т₁, Н × м и частоты вращения n₁, мин^-1, на малом шкиве Т₁ =9550 Р₁ / n₁, Н × м.

В нашем случае Т₁ = 9550×3/1420=20,2 Н × м. Выбираем клиновой ремень нормального сечения типа А. Если величина Т₁ такова, что возможно применение двух типов сечений, то расчет ведут параллельно для двух типов сечений и принимают в конечном счете такой тип ремня, применение которого позволяет передавать нагрузку меньшим числом ремней.

При этом необходимо учитывать нагрузку на вал и габариты передачи.

Выбор типа нормального сечения клинового ремня осуществляется следующим образом:

Рис.2.9. Ременная передача

2. Назначаем расчетный диаметр малого шкива.

Минимальный расчетный диаметр малого шкива d_p1min определяется по ГОСТ 1284.3-80 в зависимости от типа сечения ремня.

Для ремня сечения А по табл.2.19 имеем d_p1min = 90 мм. Диаметры шкивов по ГОСТ 20889-75 – ГОСТ 20897-75 d_p, мм:

63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355.

Следует применять шкивы с большим, чем d_p1min, диаметром.

Принимаем d_p1min =100 мм.

3. Определяем расчетный диаметр большого шкива

=196 мм.

Полученный диаметр шкива округляем до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 20889-75 – ГОСТ 20897-75.

Принимаем =200 мм. Уточняем передаточное число

=2,04.

4. Определяем межосевое расстояние передачи.

Минимальное межосевое расстояние

,

где h – высота профиля ремня (табл.2.19); для сечения типа «А» имеем h= 8мм.

Тогда

= 0,55(100+200)+8=173 мм.

Если нет жестких требований к габаритам передачи, то для увеличения долговечности ремней принимают .

Причем а назначается в зависимости от передаточного числа и и расчетного диаметра .

При и = 2,04 имеем (табл.2.20)

а / = 1,2.

Тогда межосевое расстояние равно

А = 1,2 = 1,2×200=240мм.

Стандартные длины ремней по ГОСТ 1284-80 L, мм:

400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000.

5. Определяем длину ремня

,

где υ – скорость ремня, равная окружной скорости малого шкива.

м/с.

Тогда

L= 2×240+0,5p(100+200)+ мм,

что превышает значение мм.

Следовательно, ремень будет иметь достаточную долговечность.

Если L<L_min, то для обеспечения необходимой долговечности ремня его длину увеличивают до 1,1 L₀.

Полученную длину L округляют до стандартного ближайшего значения по ГОСТ 1284.3-80.

Принимаем L= 1000 мм, что находится в рекомендуемом стандартном диапазоне для ремня типа «А».

Таблица 2.19. Характеристики клиновых ремней по ГОСТ 1284.3-80

Наименование параметра	Значение параметра для типов сечения ремня
О (Z)	А (A)	Б (B)	В (C)
Размеры сечения, мм
bp B0 h	8,5
6,0	8,0	10,5	13,5
Площадь сечения ремня А, мм2
Минимальный диаметр меньшего шкива dp1min, мм
Диапазон длин ремня L, мм	400…	560…	800…	1800… 10600
Длина ремня, принятая при испытаниях на тяговую способность L0, мм
Масса 1 м длины ремня qm, кг/м	0,06	0,105	0,18	0,3

Таблица 2.20. Рекомендуемые отношения межосевого расстояния

к расчетному диаметру большого шкива а/

Передаточное число и
Отношение а/	1,5	1,2	1,0	0,95	0,9

6. Уточняем межосевое расстояние передачи

a =0,25[ L - ],

где 471 мм,

мм .

Тогда

а = 0,25[1000-471+ ]= 259,7 мм.

Принимаем угол обхвата на малом шкиве

.

В нашем случае . Следовательно, угол обхвата на малом шкиве имеет достаточное значение. Если , то необходимо увеличить и уменьшить u.

7. Допускаемая мощность, которую может передать один ремень в заданных условиях эксплуатации:

,

где - номинальная мощность, которую передает ремень в определенных условиях (, u= 1, v= 10 м/с; длина L₀, спокойная нагрузка).

Для ремня сечения типа А при n₁= 1420мин^-1 и d_P1= 100 мм по табл.2.22 определяем номинальную мощность P₀= 1,3кВт и коэффициенты:

ü C_a − коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на тяговую способность ремня, согласно рекомендаций, приведенных в табл.2.21, при a₁= 174 ⁰ имеем C_a =0,98;

ü C_L − коэффициент, учитывающий влияние на долговечность длины ремня, выбираем по табл.2.24 в зависимости от отношения длины ремня к длине ремня L₀, принятой при испытаниях на тяговую способность, для ремня типа А имеем L₀ =1700, тогда L/L₀= 1000/1700=0,59и C_L = 0,89.

Поправка T_u,, учитывающая влияние на долговечность уменьшения изгиба ремня на большом шкиве с увилечением u, принимаем по табл.2.23 в зависимости от типа ремня и передаточного числа, при u = 2,04 и типе ремня А имеем T_u= 1,1 Н×м; C_p - коэффициент, учитывающий характер нагрузки на передачу (табл.2.25), при заданном характере нагрузки (с умеренными толчками, колебаниями) принимаем C_p = 0,81.

Тогда допускаемая мощность, передаваемая одним ремнем:

[ P ]=(1,3× 0,98+10 ^-4×1,1×1420) × 0,81=1,16кВт.

Таблица 2.21. Значение коэффициента , учитывающего влияние

на тяговую способность угла обхвата

, град
	0,78	0,83	0,86	0,89	0,92	0,95	0,98	1,0

Таблица 2.22. Номинальная мощность Р₀ , кВт, передаваемая одним ремнем при α=180 ⁰, u=1, v=10 м/с, длине L₀ и спокойной работе по ГОСТ 1284.3-80

Тип сечения, длина реня , мм	, мм	Частота вращения меньшего шкива , об/мин
О (Z)	и более	0,09 0,11 0,14 0,16 0,18 0,21	0,17 0,2 0,25 0,29 0,34 0,39	0,27 0,33 0,40 0,47 0,54 0,63	0,3 0,37 0,44 0,53 0,61 0,71	0,34 0,42 0,51 0,61 0,71 0,82	0,41 0,51 0,62 0,74 0,86 1,0	0,48 0,59 0,72 0,86 1,0 1,7	0,51 0,64 0,78 0,94 1,09 1,26	0,78 0,98 1,2 1,43 1,65 1,91
А (A)	и более	0,22 0,26 0,31 0,37 0,43 0,51 0,59	0,39 0,47 0,56 0,67 0,78 0,94 1,09	0,61 0,74 0,9 1,07 1,26 1,51 1,76	0,68 0,83 1,0 1,19 1,41 1,69 1,97	0,77 0,95 1,15 1,37 1,62 1,95 2,27	0,93 1,14 1,39 1,66 1,96 2,36 2,74	1,07 1,32 1,61 1,92 2,28 2,73 3,16	1,15 1,42 1,74 2,07 2,45 2,94 3,4	1,64 2,05 2,51 2,98 3,48 4,06 4,54
Б (B)	и более	0,48 0,59 0,74 0,88 1,02 1,19	0,84 1,05 1,32 1,59 1,85 2,17	1,3 1,64 2,09 2,53 2,96 3,47	1,44 1,82 2,32 2,81 3,3 3,86	1,64 2,08 2,66 3,22 3,77 4,42	1,93 2,47 3,17 3,85 4,5 5,26	2,19 2,82 3,62 4,39 5,13 5,97	2,33 3,0 3,86 4,68 5,46 6,33	2,94 3,82 4,88 5,76 6,5 7,17
В (c)	и более	1,39 1,7 2,03 2,42 2,86 3,36	2,41 2,99 3,62 4,32 5,14 6,05	3,69 4,64 5,64 6,76 8,09 9,5	4,07 5,12 6,23 7,52 8,92 10,46	4,58 5,78 7,04 8,49 10,05 11,73	5,24 6,71 8,21 9,81 11,53 13,31	5,84 7,45 9,04 10,7212,4614,12	6,07 7,75 9,38 11,0 12,7214,19	−

Таблица 2.23. Значение поправки , Н×м

Таблица 2.24. Значения коэффициента C_L, учитывающего реальную

длину ремня

	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	2,0	2,1
	0,79	0,82	0,86	0,89	0,95	1,0	1,04	1,07	1,1	1,15	1,2

Таблица 2.25. Значение коэффициента , учитывающего режим работы

Характер нагрузки	Спокойная	Умеренные колебания	Значительные колебания	Ударная
	1,0	0,9…0,8	0,8…0,7	0,7…06

8. Необходимое количество ремней с учетом неравномерности нагрузки на ремни

,

где C_Z - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между одновременно работающими ремнями, =0,95 (табл. 2.26).

Таблица 2.26. Значения коэффициента, учитывающего неравномерность

распределения нагрузки между ремнями

Число ремней		2-3	4-6	более 6
		0,95	0,9	0,85

Имеем

Z= 3/(0,95×1,16)=2,7.

Принимаем Z= 3, что меньше Z_max= 6. Следовательно, передача будет иметь допустимое число ремней. Если Z > 6, то необходимо увеличить силу предварительного натяжения ремня F₀. Если и при этом получается Z > 6, то принимают большее сечение ремня (следующий тип сечения) и повторяют расчет с определения d_P1.

9. Сила предварительного натяжения одного ремня

Н.

Здесь − масса 1 м длины ремня (см. табл. 2.19).

10. Нагрузка на валы передачи

Н.

Угол между силой и линией центров передачи

Если , то с достаточной степенью точности можно принимать, что сила F_рем направлена по линии центров передачи.

11. Проверяем частоту пробегов ремней на шкивах

,

.

12. Размеры шкивов клиноременных передач регламентированы согласно ГОСТ 20889-80, 20897-80, размеры профиля канавок – ГОСТ 20898-80.

2.6.2. Расчет плоскоременной передачи

И с х о д н ы е д а н н ы е для расчета аналогичны исходным данным п.2.6.1. Расчет плоскоременных передач проводят по допускаемому полезному напряжению .

1. Оценивают диаметр меньшего шкива передачи

,

где P₁ − мощность на меньшем шкиве, кВт; n₁ − частота вращения меньшего шкива, об/мин.

2. Диаметр большего шкива

.

Диаметры шкивов округляются до значений по ГОСТ 17383-73:

40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280;315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710.

3. После согласования диаметров со стандартом уточняют фактические передаточное число

.

4. Длину ремня L, межосевое расстояние а и угол обхвата определяют согласно п. 2.6.1, учитывая, что [ a₁ ] = 150 ⁰.

5. Назначают материал ремня (прорезиненный, кожаный, хлопчатобумажный, шерстяной, синтетический).

6. Выбирают отношение толщины к диаметру меньшего шкива d₁/d в зависимости от материала для ремней:

прорезиненных = 30…40

кожаных = 25…35

хлопчатобумажных = 25…30

шерстяны х = 25…30

7. Определяют по табл.2.27 допускаемое полезное напряжение при начальном напряжении в ремне =1,8 МПа.

8. Расчетное допускаемое полезное напряжения определяют по формуле

,

где − коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на тяговую способность передачи, принимается по табл.2.21; C_V − скоростной коэффициент, определяемый в зависимости от скорости:

C_p − коэффициент режима нагрузки, определяемый по табл.2.25;

− коэффициент, учитывающий угол наклона линии центров передачи к горизонту :

0…60

60…80 0,9

80…90 0,8

9. Определяют площадь поперечного сечения ремня

,

где F_t − окружная сила, Н; ; − полезные допускаемые напряжения, МПа (Н/мм ).

Таблица 2.27. Допускаемые полезные напряжения для плоских ремней

при = 1,8 МПа, =180 ⁰, V=10 м/c

Тип ремня	Допускаемые полезные напряжения при
Прорезиненный	-	2,1	2,17	2,21	2,25	2,28	2,3	2,33	2,37	2,4
Кожаный	1,4	1,7	1,9	2,04	2,15	2,23	2,3	2.4	2,5	2,6
Хлопчатобумажный	1,35	1,5	1,6	1,67	1,72	1,77	1,8	1,85	1,9	1,95
Шерстяной	1,05	1,2	1,3	1,37	1,42	1,47	1,5	1,55	1,6	1,65

П р и м е ч а н и е. При =2,0 МПа табличные значения следует повышать, а при =1,6 МПа - понижать на 10 %.

10. При известной из соотношения d /d₁ толщине ремня определяют ширину b=A/d b.

Величины b и d согласуют с соответствующим стандартом для типа ремня: прорезиненный (резинотканевый) – ГОСТ 23831-79, кожаный – ГОСТ 18679-73, хлопчатобумажный – ГОСТ 6982-75, шерстяной – ОСТ/НКТП 3167.

11. Сила предварительного натяжения

F₀=s₀A,

где − начальное напряжение в ремне, МПа, =1,8 МПа; А – площадь сечения ремня, мм².

12. Нагрузка на валы рассчитывается по п. 10 п.2.6.1.

13. Частота пробегов плоских ремней

с^-1.

14. Размеры шкивов плоскоременных передач регламентированы согласно ГОСТ 17383-73.

Поиск по сайту: