Рассчитать цепную передачу в приводе ленточного транспортёра при следующих исходных данных:
· вращающий момент на валу ведущей (малой) звёздочки …. ;
· круговая частота вращения ведущей звёздочки ….……….... ;
· передаточное отношение ……………………………………… ;
· угол расположения линии центров передачи к горизонту …. ;
· тип передачи ……………………………………………...……. открытая;
· характер нагрузки …………………………………………..…. постоянная;
· способ регулировки натяжения цепи ………………… нажимными роликами;
· характер смазывания цепи ………………………………............нерегулярный;
· режим работы ……………………………..……………….....….. двухсменный.
Решение
1. Число зубьев ведущей (малой) звездочки согласно (2) равно
.
Полученное значение оставляем без изменений, так как оно совпадает с одним из нечётных целых чисел, рекомендованных для выбора параметра
.
2. Число зубьев ведомой (большой) звездочки определяем по (3)
,
оставляя полученный в виде целого числа результат без изменений.
3. Предварительное выбрав для передачи в соответствии с рекомендациями работы однорядную роликовую цепь, рассчитываем в соответствии с (4) ориентировочное значение её шага
и с учётом выполнения условия (5)
выбираем из табл. 1 его стандартное значение .
4. Используя данные табл. 2, при шаге , предварительно выбираем стандартную однорядную роликовую цепь ПР-25,4-5670, имеющую следующие характеристики: шаг цепи
, диаметр валика
, диаметр ролика
, расстояние между внутренними пластинами
, площадь проекции шарнира
, разрушающая нагрузка
, масса 1 м цепи
.
5. По табл. 3 определяем значения всех частных коэффициентов, входящих в формулу (6). С учётом заданных условий эксплуатации передачи имеем: - коэффициент влияния динамичности нагрузки;
- коэффициент влияния межосевого расстояния;
- коэффициент влияния угла
наклона линии центров звёздочек передачи к горизонту;
- коэффициент влияния способа регулировки натяжения цепи;
- коэффициент влияния характера смазывания цепи;
- коэффициент влияния режима работы передачи;
- коэффициент влияния температуры окружающей среды.
|
В соответствии с (6) определяем комплексный коэффициент , учитывающий условия эксплуатации рассчитываемой передачи
.
6. Рассчитываем делительный диаметр малой звёздочки по (7)
.
7. Определяют полезную окружную силу в передаче согласно (8)
.
8. Определив по табл. 4 допускаемое давление в шарнирах выбранной цепи , выполняем проверку работоспособности рассчитываемой цепной передачи из условия (9)
где - коэффициент, учитывающий число рядов цепей в передаче.
9. В соответствии с (10) проводим проверку выбранной цепи на прочность
.
Как и ожидалось, имеем положительный результат.
10. Рассчитываем по (11) делительный диаметр большой звёздочки как
.
11. Вычисляем согласно (12) и (13) диаметры окружностей выступов зубьев звёздочек
,
.
12. Определяем в соответствии с (14) и (15) диаметры окружностей впадин зубьев звёздочек
,
.
13. Рассчитываем по (16) ширину зубьев звёздочек
.
14. Определяем предварительное значение межосевого расстояния, если оно не задано, в соответствии с (17) как
.
15. Вычисляем число звеньев цепи (или длину цепи в шагах) по (18)
|
Округлив найденную величину до ближайшего чётного числа, имеем .
16. Уточняем межосевое расстояние при известном значении согласно (19)
Для лучшей работы передачи полученное значение уменьшаем на величину
, определяемую по (20), и окончательно получаем
17. В соответствии с (21) определяем силу, действующую на валы передачи, как
где - коэффициент, учитывающий массу цепи, при равномерной нагрузке и
.
Ремённые передачи
Ремённая передача – это механическая передача (рис. 3), состоящая из двух неподвижно закреплённых на валах шкивов: ведущего (поз. 1) и ведомого (поз. 2), и ремня (поз. 3), охватывающего эти шкивы. Движение и нагрузка в передаче передаются силами трения*, возникающими между шкивами и ремнём вследствие предварительного натяжения последнего некоторой силой с помощью натяжного устройства того или иного типа. В передаче различают две ветви ремня: набегающую на малый (ведущий) шкив передачи рабочую (ведущую) ветвь, и сбегающую с малого шкива холостую (ведомую) ветвь.
Рис. 3. Схема ремённой передачи
Ремённые передачи применяют в приводах различных машин, в том числе и текстильных, в основном для передачи движения от двигателей небольшой и средней мощности передаточным и исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения.
Ремни передач в настоящее время изготавливают в большинстве случаев из прорезиненной ткани, резинокордных материалов, капрона и других синтетических материалов.
|
Широкое распространение в машинах ремённых передач обусловлено целым рядом их достоинств:
· возможность передачи движения на большие расстояния (до 15 м);
· возможность работы с высокими скоростями (до 100 м/с);
· высокий КПД (до 0,97);
· плавность и бесшумность работы;
· предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки и ударов;
· простота конструкции, отсутствие необходимости смазочной системы;
· малая стоимость.
* Указанный способ передачи движения и нагрузки за счёт сил трения относится ко всем видам ремённых передач кроме передач с зубчатым ремнём, которые в данной работе не рассматриваются.
По форме поперечного сечения ремней силовые передачи подразделяют на плоскоремённые, клиноремённые и передачи с поликлиновыми ремнями. Наиболее широкое применение среди них в настоящее время имеют клиноремённые передачи, как передачи универсального применения. Они имеют большую нагрузочную способность, чем плоскоремённые передачи, а также дешевле передач с поликлиновыми ремнями.
Клиноремённые передачи используют при передаточных отношениях и скорости ремня
, а также при наличии требований компактности передачи или при вертикальном расположении осей её валов. Количество ремней в передаче обычно лежит в диапазоне от 1 до 8. Применение нескольких ремней позволяет снизить диаметральные размеры передачи.
Клиновые ремни выпускают бесконечными замкнутыми. Они имеют трапециевидное поперечное сечение (рис. 4) и работают на шкивах с канавками соответствующего ремню профиля. Профили ремней и канавок шкивов имеют контакт только по боковым поверхностям ремней и боковым граням канавок шкивов. Между внутренней поверхностью ремня и шкива должен быть зазор.
Рис. 4. Поперечное сечение клинового ремня
Клиновые ремни состоят из несущего слоя (1) на основе материалов из химических волокон (кордшнур или кордовая ткань), резины (2) и оберточной ткани (3), вулканизированных в одно целое. В зависимости от конструкции несущего слоя клиновые ремни бывают: кордтканевые (рис.1а) и кордшнуровые (рис. 1б). В кордтканевых корд состоит из нескольких рядов вискозной, капроновой или лавсановой ткани. В кордшнуровых ремнях корд состоит из одного ряда толстых крученых анидных шнуров. Кордшнуровые ремни более долговечные и гибкие. Их рекомендуется применять в первую очередь для шкивов малых диаметров.
В зависимости от отношения расчётной ширины сечения ремня к высоте
клиновые ремни приводных передач изготавливают с нормальным сечением, для которого
, или узким сечением, для которого
(см. табл. 1). Клиновые ремни узких сечений отличаются от ремней нормальных сечений кордом повышенной прочности. Благодаря меньшему отношению ширины ремня к высоте они имеют более равномерное распределение нагрузки по нитям корда, что повышает их тяговую способность в 1,5…2 раза и дает возможность уменьшить число ремней в комплекте и ширину шкива. Поэтому они начинают вытеснять ремни нормального сечения, прежде всего в передачах с повышенными нагрузками, ориентировочно при
(табл. 2).
Таблица 1
Геометрические характеристики клиновых ремней
Тип ремня | Обозначение сечения | Размеры сечения, мм | Площадь
сечения
![]() | Предельные
расчётные
длины
![]() | |||
![]() |
![]() |
![]() |
![]() | ||||
Нормального сечения ГОСТ 1284.1-89 | Z(0 A(А) B(Б) C(В) D(Г) E(Д) (Е) | 8,5 | 2,1 2,8 4,0 4,8 6,9 8,3 | 400 - 3150 560 - 4500 630 - 6300 1800 – 10000 3150 – 15000 4500 - 18000 6300 - 18000 | |||
Узкого сечения по ТУ 38-1051611-84 | SPZ(УО) SPA(УА) SPB(УБ) SPC(УВ) | 8,5 | 2,0 2,8 3,5 4,8 | 630 – 3550 800 – 4500 1250 – 8000 2000 - 8000 | |||
Примечания: приведены обозначения сечений ремней в международной системе, в скобках даны отечественные обозначения. |
Таблица 2
Допускаемые значения минимального диаметра малого шкива передачи
и вращающего момента на этом шкиве
Тип ремня | Обозначение сечения | Масса
1 м длины
![]() | Минимальный
диаметр шкивов
![]() | Допускаемые моменты на малом шкиве
![]() |
Нормального сечения | Z(0) A(А) B(Б) C(В) | 0,06 0,10 0,18 0,30 | ![]() | |
Узкого сечения | SPZ(УО) SPA(УА) SPB(УБ) SPC(УВ) | 0,007 0,12 0,20 0,37 | < 150 90 – 400 300 – 2000 > 1500 | |
Примечание: данные по ремням нормальных сечений большего размера – см. таблицы ГОСТа 1284.1-89. |
Однако в настоящее время наиболее распространёнными остаются клиновые ремни нормальных сечений, параметры и методы расчёта которых в отличие от ремней с узкими сечениями стандартизованы. Поэтому далее в работе рассматривается лишь передачи с ремнями нормальных сечений*.
Критериями работоспособности клиноремённых ремённых передач являются их тяговая способность и долговечность ремня.
Основным расчётом передач является расчёт по тяговой способности. Расчёт на долговечность выполняют как проверочный.
Ограниченное число типоразмеров клиновых ремней (табл. 1) позволило по кривым скольжения и КПД определить для каждого типоразмера допускаемую приведённую мощность , передаваемую одним ремнем в зависимости от диаметра
малого шкива и скорости
ремня в условиях типовой передачи: при угле обхвата ремнём малого шкива
, передаточном отношении
, спокойной нагрузке и базовой длине
ремня. На базе справочных таблиц с данными по мощностям
и основана современная методика расчёта клиноремённых передач с ремнями стандартных сечений*.