2.2.1. Расчет клиноременной передачи
Клиновые ремни изготавливают двух конструкций: кордтканевые и кордшнуровые. Кордтканевые ремни (рис. 2.7, а) состоят из нескольких слоев прорезиненной текстильной кордткани 2, передающей основную нагрузку; резинового или резинотканевого слоя растяжения 1, находящегося над кордом; резинового или (реже) резинотканевого слоя сжатия 3, расположенного под кордом, и нескольких слоев оберточной прорезиненной ткани 4. В кордшнуровых клиновых ремнях (рис. 2.7, б) вместо слоев кордткани предусматривают слой кордшнура 2 толщиной 1,6 – 1,7 мм, слой растяжения 1 из резины средней твердости и слой сжатия 3 из более твердой резины.
Рис. 2.6. Шкив для плоского ремня
Проектирование клиноременной передачи начинают с выбора сечения ремня по номограмме (рис. 2.8) в зависимости от мощности Рп на ведущем валу и частоты nэ вращения вала.
Для выбранного сечения ремня из табл. П.7 выписываются технические данные, из табл. П.8 подбирается требуемый шкив. С целью повышения ресурса работы передачи рекомендуется устанавливать шкивы с углом профиля канавок 36°.
Диаметр ведомого шкива, мм,
 . (2.22)
Рассчитанное значение диаметра d2 округляется до ближайшего стандартного (табл. П.8).
Межосевое расстояние (предварительное), мм:
 , (2.23)
где h – высота ремня, мм;
 ; (2.24)
 . (2.25)
|
Рис. 2.7. Конструкция клиновых ремней
Рис. 2.8. Номограмма для выбора сечения
клинового ремня
|
Расчетная длина ремня, мм,
. (2.26)
Найденное значение Lр округляется до ближайшего стандартного (табл. П.7).
Уточненное межосевое расстояние, мм,
, (2.27)
где 
, 
- слагаемые формулы (2.26);
|
|
Угол обхвата ремнем малого шкива, гр.,
. (2.28)
Расчетная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, Вт,
, (2.29)
где Сa, СL, Ср – коэффициенты, учитывающие влияние угла обхвата (табл. П.9), влияние длины ремня (табл. П.10), режим работы передачи (табл. П.11) соответственно;
Ро – номинальная мощность, передаваемая одним ремнем (табл. П.12).
Требуемое число ремней
, (2.30)
где Рп – мощность на ведущем валу передачи (потребная мощность);
Сz – коэффициент, учитывающий число ремней (табл. П.13). Для определения коэффициента Сz предварительно принимают некоторое число ремней (z = 2 – 4).
Найденное значение z округляется до целого числа.
Скорость ремня, м/с,
. (2.31)
Сила предварительного натяжения ремня, Н,
. (2.32)
Коэффициент q, учитывающий влияние центробежных сил, принимается в зависимости от сечения ремня (табл. П.14).
Сила, действующая на вал, Н,
. (2.33)
Рабочий ресурс (долговечность) клиноременной передачи, ч,
, (2.34)
где Nоц – число циклов, выдерживаемых ремнем. Для клиновых ремней с кордной тканью сечением О и А Nоц = 4,6×107, сечением Б, В, Г - 4,7×107.
При среднем режиме работы ресурс ремней, установленный стандартом, составляет 2000 ч, если Но < 2000 ч, то следует увеличить диаметр d1 на одну ступень из стандартного ряда. Ресурс работы ремней возрастает пропорционально отношению диаметров в шестой степени.
Ширина шкива М определяется по формуле
. (2.35)
Рассчитанная ременная передача имеет следующие размеры: d1, d2, a, J, a1, A, h, Нo, Fп, M, L, по которым выбирается тип ремня.
2.2.2. Конструирование шкивов клиноременной передачи
|
|
При скорости ремня до 30 м/с шкивы изготавливают литыми из чугуна СЧ15, СЧ20 (ГОСТ 1412-85), до 40 м/с – литыми из стали 25Л (ГОСТ 977-88); при диаметре d1 до 200 мм – из проката Ст3 (ГОСТ 380-88). Быстроходные шкивы могут быть изготовлены из легких сплавов на основе алюминия.
В зависимости от объемов выпуска шкивы изготавливают литыми, коваными, штампованными, цельными или сборными.
Допуски и посадки шкивов назначают в соответствии с рекомендациями, указанными на рис. 2.9 (на чертеже шкива отклонение размера d(h11) представить численно).
Отклонения формы и расположения поверхностей шкивов представлены на рис. 2.10.
Рис. 2.9. Допуски и посадки шкивов Рис. 2.10. Отклонения формы и
расположения поверхности шкивов
Допуск биения конусной рабочей поверхности канавки шкива на каждые 100 мм диаметра относительно оси вращения должен быть не более 0,20 мм при частоте вращения шкива до 80 с-1, 0,15 мм - до 160 с-1; 0,10 мм - св. 160 с-1.
Значение допуска торцевого биения поверхности обода относительно оси посадочного отверстия приведены в табл. П.17, радиального биения поверхности обода относительно оси посадочного отверстия - в табл. П.17.
Отклонения размеров поверхности ступицы показаны на рис. 2.4.
Предельное отклонение угла канавки шкивов, обработанных резанием, должны быть не более ±1° для ремней сечением О, А, Б; не более ±30° - сечением В, Г, Д. Расчет профиля канавки шкивов клиноременных передач зависит от сечения ремня (рис. 2.11, табл. П.8).
Наружный диаметр шкива, мм,
. (2.35)
Диаметр внутренней части обода шкива, мм,
. (2.36)
Ширина венца шкива определяется по формуле (2.35).
|
|
Рекомендуется назначать следующие значения шероховатости Ra поверхностей шкивов (рис. 2.12):
рабочей поверхности канавок - 0,8 - 1,25;
поверхности фаски - 12,5 - 25;
поверхности ступицы - рис. 2.4;
других обрабатываемых поверхностей - 6,3 - 12,5;
других необрабатываемых поверхностей - 
.
Рис. 2.11. Размеры профиля канавок Рис. 2.12. Шероховатость поверхностей
шкивов клиноременных передач шкивов
Пример выполнения чертежа шкива для клинового ремня приведен на рис. 2.13.
Рис. 2.13. Шкив для клинового ремня
Библиографический список
1. Приводы машин. 3-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. В. В. Д л о у - г о г о. М.: Академия, 2004. 395 с.
2. Д у н а е в П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. 8-е изд., перераб. и доп. / П. Ф. Д у н а е в, О. П. Л е л и к о в. М.: Академия, 2004. 496 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
Т а б л и ц а П.1
Характеристики двигателей (закрытых обдуваемых) единой серии 4А
| Тип двигателя | Мощ- ность Рэ, кВт | Частота вращения nэ, об/мин | Диаметр вала dэ, мм | Тип двигателя | Мощ- ность Рэ, кВт | Частота вращения nэ, об/мин | Диаметр вала dэ, мм |
| Синхронная частота вращения 750 об/мин | Синхронная частота вращения 1000 об/мин | ||||||
| 4А71В8 4А80А8 4А80В8 4А90А8 4А90В8 4А100 8 4А112МА8 4А112МВ8 4А132 8 4А132М8 4А160 8 4А160М8 4А180М8 | 0,25 0,37 0,55 0,75 1,10 1,50 2,20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 | 4А71А6 4А71В6 4А80А6 4А80В6 4А90 6 4А100 6 4А112МА6 4А112МВ6 4А132 6 4А132М6 4А160 6 4А160М6 4А180М6 | 0,37 0,55 0,75 1,10 1,50 2,20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 | ||||
| Синхронная частота вращения 1500 об/мин | Синхронная частота вращения 3000 об/мин | ||||||
| 4А71А4 4А71В4 4А80А4 4А80В4 4А90 4 4А100 4 4А100 4 4А112М4 4А132 4 4А132М4 4А160 4 4А160М4 4А180 4 4А180М4 | 0,55 0,75 1,10 1,50 2,20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00 | 4А71А2 4А71В2 4А80А2 4А80В2 4А90 2 4А100 2 4А100 2 4А112М2 4А132М2 4А160 2 4А160М2 4А180 2 4А180М2 | 0,75 1,10 1,50 2,20 3,00 4,00 5,50 7,50 11,00 15,00 18,50 22,00 30,00 |
Т а б л и ц а П.2
Основные размеры шкивов, мм (ГОСТ 17383-72)
| Ширина обода шкива В в зависимости от ширины ремня Вр, мм | |||||
| Вр | В | Вр | В | Вр | В |
Стандартные размеры диаметра внутренней части обода шкива D, мм: 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, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000.
Т а б л и ц а П.3
Значения величин а, Wи отношения δ / d1
| Напряжение от предварительного натяжения σо, Н/мм2 | а,Н/мм2, для ремней | ||
| кожаных | прорезиненных | х/б | |
1,6
1,8
2,0
W
 , не более
| 2,7
2,9
3,1
| 2,3
2,5
2,7
| 2,0
2,1
2,2
|
П р и м е ч а н и я.
1. Для открытых периодически регулируемых передач 
Н/мм2, для автоматически регулируемых - 2,0 Н/мм2.
2. Величины а, W являются составляющими для определения оптимальной удельной тяговой способности передачи.
Т а б л и ц а П.4
Значения коэффициента режима Ср для односменной работы
(при передаче от электродвигателей постоянного, переменного тока и
асинхронных с короткозамкнутым ротором)
| Характер нагрузки | Приводимые в движение машины | Ср |
| Пусковая нагрузка - до 120 %, рабочая - постоянная Пусковая нагрузка - до 150 %,рабочая - с небольшими колебаниями Пусковая нагрузка - до 200 %,рабочая - со значительными колебаниями Пусковая нагрузка - до 300 %,рабочая - весьма неравномерная, ударная | Вентиляторы и воздуходувки. Центробежные насосы и компрессоры. Станки токарные, сверлильные и шлифовальные. Ленточные транспортеры Станки фрезерные и револьверные. Поршневые компрессоры и насосы. Пластинчатые транспортеры Реверсивные приводы для строгальных и долбежных станков. Прессы винтовые и эксцентриковые. Станки ткацкие и прядильные. Транспортеры винтовые и скребковые. Элеваторы Бегуны и глиномялки. Лесопильные рамы. Ножницы, молоты, дробилки, шаровые мельницы. Подъемники и экскаваторы | 1,0 0,9 0,8 0,7 |
Т а б л и ц а П.5
Значения коэффициента Сθ
| Тип передачи | Угол наклона к горизонту θ, гр. | ||
| 0 - 60 | 60 - 80 | 80 - 90 | |
| Периодически регулируемая: | |||
| открытая | 1,0 | 0,9 | 0,8 |
| перекрестная | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| полуперекрестная | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Автоматически регулируемая | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Т а б л и ц а П.6
Размеры ремней прорезиненных (ГОСТ 1284.2-89)
| Ширина ремня Вр, мм | Число прокладок z | |||||
| тип ремня | тип ремня | |||||
| А | Б | В | А | Б | В | |
| ОПБ-5, ОПБ-12, уточная шнуровая | из бельтинга Б-820 | из бельтинга Б-820 | ||||
| - | 20, 25, 30, 40, 45 | 20, 25, 30, 40 | - | - | ||
| 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60, (65), 70, 75 | - | 50, 60, (65), 70, 75 | - | 3 – 5 | - | 3 – 5 |
| 80, 85, 90, 100 | - | 80, 85, 90, 100 | - | 3 – 6 | - | 3 – 6 |
| (115), (120), 125, 150, (175), 200, (225), 250 | 150, 200, 250 | 125, 150, 200, 250 | 4 – 6 | 4 – 6 | 4 – 6 | |
| 250, (275), 300, 350 | 250, 300 | 250, 300 | 4 – 8 | 4 – 8 | 4 – 8 | |
| 400, 450 | 375, 400, 425, 500 | 375, 400, 425, 450 | 3 – 4 | 5 – 8 | 5 – 8 | 5 – 8 |
| 3 – 4 | 5 – 9 | 5 – 9 | 5 – 9 | |||
| (550), 600, 700 | - | - | - | - | - | |
| 800, 900, 1000, 1100, (1200) | - | - | 5 – 8 | - | - | - |
| Толщина одной прокладки, мм: с резиновой прослойкой без резиновой прослойки | 2,00 ± 0,25 1,75 ± 0,25 | 1,50 ± 0,25 1,25 ± 0,25 | 1,50 ± 0,25 1,25 ± 0,25 | 1,50 ± 0,25 1,25 ± 0,25 |
Т а б л и ц а П.7
Размеры клиновых ремней (ГОСТ 1284.1-89)
| Размеры сечения ремня, мм | Обозначение | Сечение ремня | ||||||
| О | А | Б | В | Г | Д | Е | ||
| во,мм h, мм вр, мм | 8,5 | 10,5 | 13,5 | 23,5 | |||
| А, мм2 | ||||||||
| Интервал длины ремня | От 400 до | От до | От до | От до | От до | От до | От 6300 до |
Стандартный ряд длины ремня: 400, (425), 450, (475), 500, (530), 560, (600), 630, (670), 710, (750), 800, (850), 900, (950), 1000, (1060), 1120, (1180), 1250, (1320), 1400, (1500), 1600, (1700), 1800, (1900), 2000, (2120), 2240, (2360), 2500, (2650), 2800, (3000), 3150, (3350), 3550, (3750), 4000, (4250), 4500, (4750), 5000, (5300), 5600, (6000).
П р и м е ч а н и я.
1. Площадь поперечного сечения ремня А в стандарте не указана, она определяется по размерам ври h при φ = 40°.
2. Размер вр относится к нейтральному слою ремня.
Т а б л и ц а П.8
Размеры шкивов для клиновых ремней (ГОСТ 1284-89)
| Сечение ремня | Размер канавки | Расчетный диаметр шкива при φ, гр. | |||||||
| c | e | t | f | k | |||||
| О А Б В Г Д Е | 2,5 3,5 8,5 12,5 | 12,5 28,5 | 37,5 44,5 | 12,5 | 5,5 7,5 | 63 - 70 90 - 112 125 - 160 - - - | 80 - 100 125 - 160 180 - 224 224 - 315 315 - 450 500 - 560 - | 112 - 160 180 - 400 250 - 500 355 - 630 500 - 900 630 - 1120 800 - 1400 |
Расчетные диаметры окружностей, проходящих через центр тяжести сечений ремня: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000.
Т а б л и ц а П.9
Значения коэффициента 
, учитывающего влияние угла обхвата шкива
| α1, гр. | |||||||||
| Сα | 1,0 | 0,98 | 0,95 | 0,92 | 0,89 | 0,86 | 0,82 | 0,73 | 0,68 |
Т а б л и ц а П.10
Значения коэффициента СL для клиновых ремней (ГОСТ 1284.3-89)
| Длина ремня Lр, мм | Сечение ремня | ||
| О | А | Б | |
| 0,79 0,80 0,81 0,82 0,84 0,86 0,90 0,92 0,94 0,95 0,98 1,01 1,04 1,06 1,08 1,10 1,03 - - - - - - - - | - - - 0,79 0,81 0,83 0,85 0,87 0,89 0,91 0,93 0,96 0,99 1,01 1,03 1,06 1,09 1,11 1,13 1,15 1,17 - - - - | - - - - - - - 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,93 0,95 0,98 1,00 1,03 1,05 1,07 1,09 1,13 1,15 1,18 1,20 1,23 |
Т а б л и ц а П.11
Значения коэффициента Ср динамической нагрузки и режима работы привода (ГОСТ 1284.3-89)
| Условия работы | Типы машин | Тип двигателя | Значение Ср при числе смен работы | ||
| Режим легкий. Нагрузка спокойная. Кратковременная нагрузка – до 120 % от номинальной | Станки с непрерывным процессом резания. Центробежный насос и компрессоры. Ленточные конвейеры, сепараторы | I II | 1,0 1,2 | 1,1 1,4 | 1,4 1,6 |
| Режим средний. Умеренные колебания. Кратковременная нагрузка – до 150 % от номинальной | Станки фрезерные, поршневые компрессоры и насосы. Цепные транспортеры, элеваторы. Дисковые пилы. Пищевые машины | I II | 1,1 1,3 | 1,2 1,5 | 1,5 1,7 |
П р и м е ч а н и я.
1. Тип двигателей I – значения Ср указаны для передач от электродвигателей переменного тока общепромышленного применения и от двигателей постоянного тока (шунтовых).
2. Тип двигателей II – значения Ср указаны для передач от электродвигателей переменного тока с повышенным пусковым моментом и от электродвигателей постоянного тока (сериесных).
Т а б л и ц а П.12
Значения номинальной мощности Ро, кВт, передаваемой
одним клиновым ремнем (ГОСТ 1284-89)
| Сечение и длина ремня Lр, мм | d1 | Uр | Частота вращения меньшего шкива, об/мин | |||||||
| О, | 1,2 1,5 3,0 | 0,26 0,27 0,28 | 0,47 0,49 0,50 | 0,55 0,56 0,58 | 0,66 0,68 0,71 | 0,77 0,80 0,82 | 1,08 1,11 1,14 | 1,15 1,18 1,22 | 1,28 1,32 1,36 | |
| 1,2 1,5 3,0 | 0,42 0,43 0,44 | 0,76 0,78 0,81 | 0,88 0,91 0,94 | 1,07 1,10 1,14 | 1,25 1,29 1,33 | 1,72 1,78 1,84 | 1,84 1,90 1,96 | 2,04 2,11 2,17 | ||
| О к о н ч а н и е т а б л. П.12 | ||||||||||
| А, | 1,2 1,5 3,0 | 0,50 0,52 0,53 | 0,88 0,91 0,94 | 1,01 1,05 1,08 | 1,22 1,25 1,30 | 1,41 1,45 1,50 | 1,90 1,96 2,02 | 2,01 2,07 2,14 | 2,19 2,27 2,34 | |
| 1,2 1,5 3,0 | 0,84 0,86 0,89 | 1,51 1,56 1,60 | 1,74 1,79 1,85 | 2,10 2,17 2,24 | 2,43 2,51 2,59 | 3,27 3,38 3,48 | 3,44 3,56 3,67 | 3,72 3,85 3,97 | ||
| 1,2 1,5 3,0 | 1,16 1,20 1,24 | 1,16 1,20 1,24 | 2,10 2,17 2,24 | 2,43 2,51 2,59 | 3,38 3,50 3,61 | 4,43 4,58 4,72 | 4,62 4,77 4,92 | 4,85 5,02 5,18 | ||
| Б, | 1,2 1,5 3,0 | 1,12 1,16 1,20 | 1,95 2,01 2,08 | 2,22 2,30 2,37 | 2,64 2,72 2,82 | 3,01 3,10 3,21 | 3,83 3,95 4,08 | 3,96 4,09 4,22 | 4,11 4,25 4,38 | |
| 1,2 1,5 3,0 | 1,70 1,76 1,81 | 3,01 3,11 3,21 | 3,45 3,56 3,67 | 4,11 4,25 4,38 | 4,70 4,85 5,01 | 5,91 6,10 6,29 | 6,07 6,27 6,47 | 6,16 6,36 6,56 | ||
| 1,2 1,5 3,0 | 2,32 2,40 2,47 | 4,13 4,27 4,40 | 4,73 4,89 5,04 | 5,63 5,81 6,00 | 6,39 6,60 6,81 | 7,47 8,00 8,25 | 7,80 8,08 8,31 | - | ||
| 1,2 1,5 3,0 | 3,09 3,19 3,29 | 5,49 5,67 5,85 | 6,26 6,47 6,67 | 7,42 7,66 7,91 | 8,30 8,57 8,84 | 9,12 9,42 9,72 | - | - |
Т а б л и ц а П.13
Значения коэффициента Сz, учитывающего число ремней
| z | 2 - 3 | 4 - 6 | |
| Сz | 0,95 | 0,9 | 0,85 |
Т а б л и ц а П.14
Значения коэффициента θ, учитывающего влияние центробежных сил
| Сечение | О | А | Б | В | Г | Д | Е |
| θ | 0,06 | 0,1 | 0,18 | 0,3 | 0,6 | 0,9 | 1,5 |
Т а б л и ц а П.15
Значения допуска радиального и торцевого биения поверхности обода
| Диаметр шкива d, мм | Допуск радиального биения | Диаметр шкива d, мм | Допуск торцевого биения |
| До 120 До 260 До 500 До 800 | 0,10 0,12 0,16 0,20 | До 160 До 400 До1000 | 0,10 0,16 0,25 |
Т а б л и ц а П.16
Значения допуска торцевого биения ступицы
| Скорость ремня (цепи) J, м/с | До 5 | До 8 | До 12 | До 18 | До 25 | Св. 25 |
| Допуск торцевого биения, мм | 0,06 | 0,05 | 0,04 | 0,03 | 0,02 | 0,01 |
Т а б л и ц а П.17
Значения допуска радиального и осевого биения поверхности обода
| Диаметр шкива d, мм | Допуск радиального биения | Диаметр шкива d, мм | Допуск осевого биения |
| До 120 До 260 До 500 До 800 | 0,04 0,05 0,06 0,08 | До 160 До 400 До1000 | 0,04 0,06 0,10 |
Т а б л и ц а П.18
Значения коэффициента, учитывающего влияние передаточного числа
| Передаточное число Uр | 1,5 | |||
| Коэффициент Сi | 1,35 | 1,7 | 1,9 |
Учебное издание
ЗДОР Георгий Петрович,
БОРОДИН Анатолий Васильевич
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
Часть 1
____________________________
Редактор Т. С. Паршикова
Корректор И. А. Сенеджук
***
Подписано в печать 11.12.2013. Формат 60 ´ 84 1/16.
Офсетная печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,9. Уч.-изд. л. 2,0.
Тираж 280 экз. Заказ.
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа
Типография ОмГУПСа
*
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35
 | |||