Проектирование плоскоременной передачи

Расчет ременной передачи заключается в определении геометрических размеров и долговечности приводного ремня, размеров шкива и разработке его эскиза.

Диаметр ведущего шкива передачи, мм,

. (2.1)

Из найденного интервала значений d₁ выбирают большее стандартное (табл. П.2).

Из условия рационального соотношения размеров диаметра ведомого шкива ременной передачи и редуктора рекомендуется в расчетах принять следующее передаточное число ременной передачи: 1 < U_р £ 2.

Диаметр ведомого шкива (без учета скольжения), мм,

. (2.2)

Найденное значение d₂ округляем до ближайшего стандартного (см. табл. П.2).

Межосевое расстояние, мм,

. (2.3)

Длина ремня, мм,

. (2.4)

Угол обхвата меньшего шкива, гр.,

. (2.5)

Скорость ремня, м/с,

. (2.6)

В зависимости от скорости выбирается тип плоского ремня. Ремни типа А (рис. 2.2, а) состоят из нескольких слоев (прокладок) крупноплетеной хлопчатобумажной ткани (бельтинга), между которыми для повышения жесткости ремней помещают прослойки из вулканизированной резины. Ремни типа Б (рис. 2.2, б) имеют центральную прокладку из бельтинга, которая охватывается

Рис. 2.2. Расположение ткани в плоских прорезиненных ремнях

отдельными кольцевыми прокладками с взаимно смещенными стыками, такие ремни изготавливают с резиновыми прослойками и без них и называют послойно завернутыми. Ремни типа В (рис. 2.2, в) изготавливают из одного куска бельтинговой ткани без прослоек между прокладками и называют спирально завернутыми. Ремни типа А применяют при скорости ремня м/с, типа Б – до 20 м/с, типа В – до 15 м/с.

Допускаемая удельная тяговая способность ремня, Н/мм²,

, (2.7)

где k_о – оптимальная удельная тяговая способность ремня, Н/мм²,

k_о = а - W , (2.8)

значения коэффициентов а, W и наибольшего допускаемого отношения приведены в табл. П.3;

d - толщина ремня, мм;

С_a - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата меньшего шкива,

; (2.9)

С - коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня,

; (2.10)

С_р – коэффициент, учитывающий влияние режима работы (табл. П.4);

С_q - коэффициент, учитывающий расположение передачи (табл. П.5).

Окружное усилие, Н,

. (2.11)

Требуемая площадь поперечного сечения ремня, мм²,

, (2.12)

где В_р – ширина ремня, мм.

Наибольшее распространение имеют прорезиненные ремни, поэтому коэффициенты а, W выбираются для прорезиненных ремней при отношении = .

Ориентировочная толщина ремня определяется с учетом выполнения условия, мм: , где d₁ – диаметр малого шкива, принятый из стандартного ряда (см. табл. П.2), мм.

Толщина одной прокладки d₁ выбирается из данных табл. П.6 в зависимости от типа ремня и его конструкции. Для ремней типа В рекомендуется принимать d₁ равной 1,25 мм. Тогда количество прокладок

. (2.13)

Найденное значение z округляется до целого числа.

Уточняется толщина ремня, мм:

. (2.14)

Ширина ремня, мм,

. (2.15)

Вычисленное значение В_р округляется до ближайшего стандартного (см. табл. П.6).

Уточненное значение площади ремня, мм²:

.

Рассчитанный ремень проверяется на прочность и долговечность.

При проверке на прочность определяется максимальное напряжение в сечении, набегающем на ведущий шкив:

, (2.16)

где s₁ – напряжение, обусловленное значением силы F_t, действующей в ведущей ветви ремня передачи, Н/мм²,

; (2.17)

s_о – напряжение от предварительного натяжения, принимаемое для плоских прорезиненных ремней равным 1,8 Н/мм²;

s_и – напряжение, обусловленное изгибом ремня при огибании ведущего шкива, Н/мм²,

, (2.18)

где Е_и – модуль упругости при изгибе, для прорезиненных ремней Е_и = 80 – 100 Н/мм²;

s_J - напряжение, обусловленное действием центробежной силы, Н/мм²,

, (2.19)

где r = 1200 – плотность прорезиненного ремня, кг/м³.

При расчете передачи должно выполняться условие прочности: [s_р]. Для прорезиненных ремней [s_р] = 6 - 8 Н/мм².

Расчетная долговечности ремня, ч,

, (2.20)

где m = 5 – для плоских ремней;

10⁷ – базовое число циклов;

s_y = 7 – предел выносливости для прорезиненных ремней без прослоек, Н/мм²;

- частота пробегов ремня в секунду;

С_i – коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа (табл. П.18);

С_н – коэффициент, учитывающий непостоянство нагрузки; при постоянной нагрузке С_н = 1.

Сила давления на валы для передачи с периодическим регулированием начального натяжения ремня

. (2.21)

Ширина обода шкива В в зависимости от ширины ремня выбирается из табл. П.2.

Рассчитанная ременная передача имеет следующие размеры: d₁, d₂, a, L, J, a₁, A, b, d, H_o, F_п, B, по которым определяется тип ремня.