РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
Расчет ременных передач проводится в два этапа: первый – проектный расчет с целью определения геометрических параметров передачи; второй – проверочный расчет ремней на прочность.
ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ПЛОСКОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
Проектировочный расчет
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Рдв , Р1, кВт; nдв, n1, мин‾¹; u = uоп; Тдв , Т1, Н·м.
(см. табл. 1.4.5).
Конструкция и материал ремня (п. 2.3).
Условия работы и расположение передачи (п. 1.2).
В данной главе курсовой работы конструируются ременные передачи открытого типа (оси валов параллельны, вращение шкивов в одном направлении) с прорезиненными ремнями плоского сечения. Схема и основные размеры плоскоременной передачи приведены на рисунке 2.1.1.
Определяются:
2.1.1. Диаметр ведущего шкива, мм:
— для резинотканевых и капроновых с полиамидным покрытием ремней:
;
для полиамидных кордленточных ремней
kd = 28,8 при n1 ≤ 2000 мин‾¹
kd = 31,0 при n1 > 2000 мин‾¹.
Выбрать расчетный диаметр ведущего шкива, мм:
d 1 > d 1 min (первый больший)
|
|
из стандартного ряда (ГОСТ 17383—73):...40, 45, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200,224,250,280,315,355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1000...
2.1.2. Диаметр ведомого шкива, мм d' 2 = d1 ∙ u. Действительный диаметр, мм
d 2 ≤ d' 2 (первый меньший) (ГОСТ 17383—73).
2.1.3. Действительное передаточное отношение передачи:
,
где ε = (0,015…0,020) – коэффициент упругого скольжения.
Проверить отклонение действительного передаточного отношения ∆u от заданного u:
Если изменилось u передачи (см. Исходные данные) необходимо уточнить передаточное число последующей рассчитываемой ступени привода и значения n и Т (табл.1.4.5).
2.1.4. В зависимости от компоновки машины назначают размер межосевого расстояния. Для открытой плоскоременной передачи рекомендуемое межосевое расстояние а, мм:
(d1 + d2) ≤ a ≤ 2,5(d1 + d2).
2.1.5. Расчетная длина ремня L'p, мм:
Полученное значение L'р (мм) принять по стандарту из ряда чисел: 500, 550, 600, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1050, 1150, 1200, 1250, 1300, 1400, 1450, 1500, 1600, 1700, 1800, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000.
2.1.6. Уточнить значение межосевого расстояния а по стандартной длине Lр:
.
При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения а на 0,01 L для того, чтобы облегчить надевание ремня на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения а на 0,025 L. Следовательно, действительное значение межосевого расстояния ад лежит в интервале:
аmin < aд < аmax.
Окончательно для расчета а принять равным округленному значению ад.
2.1.7. Угол обхвата ремнем ведущего шкива α°1, град:
.
Угол α°1 должен быть ≥ 150°. Если α < 150º, то следует увеличить межосевое расстояние или применить натяжной ролик. Так как натяжной ролик усложняет и удорожает конструкцию, снижает долговечность ремня, то применение его может быть оправдано малогабаритностью передачи или необходимостью автоматического регулирования силы натяжения ремня.
|
|
Значение коэффициента, учитывающего влияние угла обхвата на ведущем шкиве:
(или табл. 2.1.1).
2.1.8. Скорость ремня V, м/с:
,
где d1 и nдв — соответственно диаметр ведущего шкива (см. п. 2.1.1) и частота его вращения (см. Исходные данные); [ V ] = 35 м/с — допускаемая скорость. Если V получится меньше 10 м/с, то рекомендуется увеличить диаметр шкивов.
Значение коэффициента, учитывающего влияние центробежных сил:
(или табл. 2.1.1).
2.1.9. Число пробегов ремня ν, с‾¹:
ν = V/ Lp ≤ [ ν ].
где [ ν ] = 15 с‾¹ — допускаемая частота пробега; Lp — стандартная длина ремня.
Соотношение ν ≤ [ ν ] условно выражает долговечность ремня и гарантирует срок службы 1000…5000 ч.
Если для плоских ремней ν > 15 сˉ¹, то необходимо увеличить межосевое расстояние.
2.1.10. Окружное усилие Ft, Н:
или ,
где Тдв — вращающий момент, Нм; Рдв — мощность двигателя, кВт (см. табл. 1.4.5); d1 — диаметр ведущего шкива, мм (см. п. 2.1.1); V — скорость ремня, м/с (см. п. 2.1.8).
2.1.11. Допускаемое полезное напряжение (удельное окружное усилие на единицу площади поперечного сечения ремня):
[σ] = ko сα сV сθ сp,,
где ko — номинальное полезное напряжение;
сα — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на ведущем шкиве;
сV — коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил;
сθ — коэффициент, учитывающий вид передачи и угол наклона межосевой линии к горизонту;
с р — коэффициент, учитывающий динамичность нагружения передачи и режим ее работы.
Значения поправочных коэффициентов с представлены в таблице 2.1.1.
Таблица 2.1.1
Значения поправочных коэффициентов с
Коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы ср | |||||||||||||||||||
Характер нагрузки ср | Спокойная 1,0 | С умеренными колебаниями 0,9 | Со значительными колебаниями 0,8 | Ударная и резко неравномерная 0,7 | |||||||||||||||
Примеры | Передачи к ленточным транспортерам, токарным, шлифовальным и фрезерным станкам | Пластинчатые транспортеры, поршневые компрессоры, галтовочные барабаны и пр. | Транспортеры скребковые и винтовые, реверсивные приводы, мешалки и пр. | Молоты, дробилки, экскаваторы и пр. | |||||||||||||||
Примечание. При двухсменной работе ср следует понижать на 0,1; при трехсменной — на 0,2 | |||||||||||||||||||
Коэффициент угла обхвата α°1 на меньшем шкиве сα | |||||||||||||||||||
Угол обхвата α1, град. | |||||||||||||||||||
сα | для плоских ремней | 0,97 | 0,94 | 0,91 | ― | ― | ― | ||||||||||||
для клиновых ремней | 0,98 | 0,95 | 0,92 | 0,89 | 0,86 | 0,83 | |||||||||||||
Коэффициент влияния натяжения от центробежной силы сV | |||||||||||||||||||
Скорость ремня V, м/с | |||||||||||||||||||
сV | для плоских ремней | 1,04 | 1,03 | 0,95 | 0,88 | 0,79 | 0,68 | ||||||||||||
для клиновых ремней | 1,05 | 1,04 | 0,94 | 0,85 | 0,74 | 0,6 | |||||||||||||
Коэффициент угла наклона линии центров шкивов к горизонту сθ | |||||||||||
Открытая передача с натяжением ремня за счет ее упругости при угле наклона межосевой линии к горизонту | Передача с автоматическим натяжением ремня | ||||||||||
Угол наклона θ, град | 0°…60° | 60°…80° | 80°…90° | ||||||||
сθ | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 1,0 | |||||||
Коэффициент влияния отношения расчетной длины ремня Lp к базовой Lо | |||||||||||
Отношение Lp/ Lо | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,2 | 1,4 | ||||||
сL | для клинового ремня нормального сечения | 0,82 | 0,89 | 0,95 | 1,04 | 1,07 | |||||
для клинового узкого ремня | 0,85 | 0,91 | 0,96 | 1,03 | 1,06 | ||||||
Коэффициент числа ремней клиноременной передачи сz | |||||||||||
Ожидаемое число ремней z | 2…3 | 4…5 | |||||||||
сz | 0,95 | 0,90 | 0,85 | ||||||||
При стандартных условиях ko выбирается в зависимости от того, как расположена передача, по ГОСТу в зависимости от соотношения d1/δ.
|
|
Значение ko, относящееся к горизонтальным передачам, при d1 = d2 (что соответствует углам обхвата α = 180º), при напряжении от предварительного натяжения σо = 1,8МПаи скорости V= 10м/сданы в таблице 2.1.2. При определении ko отношением dmin/δ задаются. Для повышения долговечности ремней следует ориентироваться на большие значения числовых коэффициентов.
Чем больше отношение dmin/δ, тем ремень прочнее и долговечнее (в нем меньше напряжения от изгиба). Рекомендованное отношение для плоских резиновых ремней dmin/δ= 40.
Таблица 2.1.2
Значение номинального полезного напряжения ko
Материал ремня | dmin / δ | |||||||
Резинотканевые | 2,10 | 2,17 | 2,21 | 2,25 | 2,28 | 2,30 | 2,33 | 2,37 |
Кожаные | 1,70 | 1,90 | 2,04 | 2,15 | 2,23 | 2,30 | 2,40 | 2,50 |
Хлопчато бумажные | 1,50 | 1,60 | 1,67 | 1,72 | 1,80 | 1,85 | 1,90 | 1,90 |
2.1.12. По окружной силе Ft и допускаемому полезному напряжению [σ] вычисляют требуемую площадь поперечного сечения ремня:
S = b δр = Ft / [σ].
По таблицам 2.1.3—2.1.8 находят размеры поперечного сечения ремня. При этом необходимо следить, чтобы отношение dmin/δр было не меньше выбранного по таблице 2.1.2.
Из условия d1/δр ≥ 40следует, что толщина ремня должна быть не больше δр ≤ d1/ 40.
Выбираем δр = … мм.
Ширина ремня b = S / δр.
По таблицам 2.1.3—2.1.7 принимаем ширину ремня по стандарту: b = … мм.
Таблица 2.1.3