В основе расчета ременных передач лежит выбор длины ремня и уточнение межосевого расстояния.
1 этап. В зависимости от принятого межосевого расстояния и принятых диаметров шкивов рассчитывается предварительная длина ремня.
Из геометрических построений можно расчитать длину ремня.
2 этап Округление до ближайшего большего стандартного значения (.
3 этап. Рассчитывается межосевое расстояние как функция диаметров и принятой стандартной длины ремня .
В целях обеспечения нужного значения , предварительного натяжения и компенсации вытяжки ремня применяются натяжные устройства. В большинстве приводов общего назначения, которые как правило не являются быстроходными, но передают значительные усилия, применяют клиновые ремни. Поэтому в данной работе необходимо осуществить выбор и расчет клиноременной передачи. По известному моменту на ведомом валу выбирают тип ремня и его размеры, а также определяют минимально допустимый диаметр шкива в соответствии с табл. 9.5 [13]. Основные размеры сечения ремня указаны на рис. 9.2.
|
|
a ap
y0
|
h
φ0
Таблица 9.5 Размеры клиновых ремней
Тип и сечение ремня | Размеры сечения, мм | F1, мм2 | L, мм | Dmin, мм | T2 Н м | ||||
ap | h | a | y0 | min | max | ||||
Норм. | |||||||||
О | 8,5 | 2,1 | |||||||
А | 2,8 | 11-70 | |||||||
Б | 10,5 | 40-190 | |||||||
В | 13,5 | 4,8 | 110-550 | ||||||
Г | 6,9 | 450-2000 | |||||||
Д | 23,5 | 8,3 | 1100-4500 | ||||||
Е | |||||||||
Узкий | |||||||||
1-8,5 | 8,5 | 10,5 | 2,4 | ||||||
1-11 | |||||||||
1-14 | 3,9 |
На меньшем шкиве необходимо обеспечивать угол обхвата не менее 1200.
Предельные межосевые расстояния в клиноременной передаче должны выбираться из соотношений:
Amin = 0,55(D1 + D2) + h
Amax =2(D1 + D2)
Для уменьшения напряжений изгиба в ремне рекомендуется придерживаться следующих соотношений межосевого расстояния, диаметра большего шкива и передаточного числа передачи (табл. 9.6) [13].
Таблица 9.6 Рекомендуемые соотношения A/ D2
Передаточное число u | 6-9 | |||||
Отношение A/ D2 | 1,5 | 1,2 | 1,0 | 0,95 | 0,9 | 0,85 |
На выбор сечения ремня оказывает влияние кроме передаваемого момента мощность и окружная скорость (табл. 9.7) [13].
Таблица 9.7 Рекомендуемые сечения ремней в зависимости от скорости и передаваемой мощности
V, м/с | Передаваемая мощность N, кВт | |||||||||
До 1 | 1-2 | 2-4 | 4-7,5 | 7,5-15 | 15-30 | 30-60 | 60-120 | 120-200 | Более 200 | |
До 5 | О, А | О,А,Б | А,Б | Б,В | В | - | - | - | - | - |
5-10 | О,А | О,А | О,А,Б | А,Б | Б,В | В | Г,Д | Д | Д,Е | - |
Более 10 | О | О,А | О,А | А,Б | Б,В | В,Г | В,Г | Г,Д | Г,Д | Д,Е |
Клиноременные передачи рассчитывают на тяговую способность по допускаемому удельному окружному усилию К по эмпирической зависимости [13]:
|
|
K = K0 Cα CV CP
где K0 – удельное окружное усилие для данных условий работы; Cα – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на меньшем шкиве на тяговую способность; CV – коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил; CP – коэффициент режима работы.
Указанные коэффициенты выбирают по табл. 9.8 – 9. 11.
Таблица 9.8 Допускаемое удельное окружное усилие K0 [13]
Диаметр малого шкива, мм | Сечение ремня | K0, Н/мм2 | ||
σ0 = 0,9 Н/мм2 | σ0 = 1,2 Н/мм2 | σ0 = 1,5 Н/мм2 | ||
1,18 | 1,45 | 1,62 | ||
О | 1,28 | 1,57 | 1,74 | |
90 и более | - | 1,65 | 1,86 | |
1,23 | 1,51 | 1,67 | ||
А | 1,31 | 1,61 | 1,8 | |
125 и более | - | 1,7 | 1,91 | |
1,23 | 1,51 | 1,67 | ||
Б | 1,36 | 1,67 | 1,88 | |
180 и более | - | 1,74 | 2,05 | |
1,23 | 1,51 | 1,67 | ||
В | 1,38 | 1,69 | 1,89 | |
- | 1,84 | 2,07 | ||
280 и более | - | 1,91 | 2,24 | |
1,23 | 1,51 | 1,67 | ||
1,40 | 1,72 | 1,93 | ||
Г | - | 1,91 | 2,16 | |
450 и более | - | 1,92 | 2.24 | |
1,23 | 1,51 | 1,67 | ||
Д | 1,40 | 1,72 | 1,93 | |
630 и более | - | 1,92 | 2,24 | |
1,23 | 1,51 | 1,67 | ||
Е | - | 1,73 | 1,95 | |
1000 и более | - | 1,92 | 2,24 |
При числе перебегов u < 5 1/c принимают σ0 = 1,5 Н/мм2, при u = 5-10 1/c - σ0 = 1,2 Н/мм2, при u > 10 1/c - σ0 = 0,9 Н/мм2.
Таблица 9.9 Значения коэффициента Cα [13]
Угол обхвата α, град | Коэффициент Cα |
0,74 | |
0,79 | |
0,83 | |
0,87 | |
0,90 | |
0,93 | |
0,96 | |
0,98 | |
1,0 |
Таблица 9.10 Значения коэффициента CV (при наличии автоматических натяжных устройств принимают CV = 1) [13]
Скорость ремня, м/с | |||||||
Коэффициент CV | 1,05 | 1,01 | 1,0 | 0,94 | 0,85 | 0,74 | 0,60 |
Таблица 9.11 Значения коэффициента режима работы CP [13]
Характер нагрузки | Тип машин | CP |
Спокойная нагрузка. Пусковая нагрузка до 120% нормальной | Электрические генераторы. Вентиляторы, центробежные насосы и компрессоры. Ленточные транспортеры. Станки токарные, сверлильные, шлифовальные. | 1,0 |
Умеренные колебания нагрузки. Пусковая нагрузка до 150% нормальной | Поршневые насосы и компрессоры с тремя и более цилиндрами. Пластинчатые транспортеры. Станки-автоматы и фрезерные станки. | 0,9 |
Значительные колебания нагрузки. Пусковая нагрузка до 200% нормальной | Реверсивные приводы. Станки строгальные и долбежные. Поршневые насосы и компрессоры с одним или двумя цилиндрами. Винтовые и скребковые транспортеры. Элеваторы. Винтовые и эксцентриковые прессы с относительно тяжелыми маховиками. | 0,8 |
Весьма неравномерная и ударная нагрузка. Пусковая нагрузка до 300% нормальной | Подъемники, экскаваторы, драги. Винтовые и эксцентриковые прессы с относительно легкими маховиками. Ножницы, молоты, бегуны, мельницы. |
Необходимое количество ремней определяется по формуле [ ]:
z = P / KF1
В этой формуле Р – окружное усилие, F1 – площадь сечения ремня (табл. 9.5).
Нагрузка от ременной передачи на валы равна:
Q = 2 σ0CPF1zsin(α/2)
В передачах общего назначения принимают следующие значения напряжений:
- для нормальных ремней с кордом из химических волокон σ0 = 1,4 Н/мм2
- при больших диаметрах шкивов σ0 = 1,6 – 1,8 Н/мм2
- для узких ремней σ0 = 3,0 – 3,5 Н/мм2
- для повышения долговечности ремня σ0 = 1,2 Н/мм2.
Основные размеры шкива представлены на рис. 9.3.
e f
r lP b1
b h
φ δ
dP de
М
Рис. 9.3 Основные размеры шкива
Часть размеров шкивов для клиновых ремней стандартизованы, другие вычисляются по зависимостям [13]:
de = dP +2b
M = (z - 1)e + 2f
Таблица 9.12 Наименьшая толщина обода шкива δ [13]
Сечение ремня | О | А | Б | В | Г | Д | Е |
δ, мм |
Таблица 9.13 Конструктивные элементы шкива для клиновых ремней
|
|
Сечение / размеры, мм | dP | b1 | lP | b | h | e | f | r |
О | 10,3 | 8,5 | 2,5 | 7,0 | 12,0 | 8,0 | 0,5 | |
А | 13,5 | 11,0 | 3,3 | 8,7 | 15,0 | 10,0 | 1,0 | |
Б | 17,6 | 14,0 | 4,2 | 10,8 | 19,0 | 12,5 | 1,0 | |
В | 23,3 | 19,0 | 5,7 | 14,3 | 25,5 | 17,0 | 1,5 | |
Г | 33,2 | 27,0 | 8,1 | 19,9 | 37,0 | 24,0 | 2,0 | |
Д | 39,3 | 32,0 | 9,6 | 23,4 | 44,5 | 29,0 | 2,0 | |
Е | 51,1 | 42,0 | 12,5 | 30,5 | 58,0 | 38,0 | 2,5 |