Тема: «Проектирование ременных передач».
Рисунок 4.43 - Схема ременной передачи, 1- ведущий шкив, 2- ведомый шкив. 3 –ремень.
Заданием на проектирование устанавливается тип передачи: плоскоременная или клиноременная.
Из раздела «Кинематический и энергетический расчет приводной станции » выбирают значения следующих параметров (параметрам ведущего шкива присваивают индекс – 1, ведомого шкива – 2):
P1, Вт – мощность на ведущем шкиве;
n 1,мин-1 – частота вращения ведущего шкива;
u ре м – передаточное число ременной передачи;
РР – режим работы, (ВТ – весьма тяжелый; Т – тяжелый; С – средний, Л – легкий).
– угол наклона передачи к горизонту.
Алгоритм расчета и проектирования ременной передачи.
Назначаем тип ремня:
а) для плоскоременной передачи – прорезиненный или синтетический.
Следует учитывать, что наиболее распространены прорезиненные тканевые ремни, состоящие из нескольких слоев ткани, связанных вулканизированной резиной. Они прочны, эластичны, мало чувствительны к влаге и колебаниям температуры. Синтетические ремни наиболее перспективны, но в условиях сельского производства применяют редко.
б) для клиноременной передачи – назначаем по номограммам (рисунок 4.44) сечение ремня в зависимости от мощности Р 1 и частоты вращения n1. При расчете клиновых ремней в начале выбирают сечение ремня, исходя из передаваемой мощности и частоты вращения.
Рисунок 4.44 – Номограммы для выбора типа ремней..
Область применения каждого сечения (А, Б, В, Г, Д) расположена выше собственной линии предыдущего сечения. При расчете клиноременной передачи сечение ремней 0 следует применять для передаваемых мощностей до 2кВт.
|
|
Определяем, (то есть, выписываем) значения механических характеристик ремней из таблицы 4.3
Таблица 4.3 – Механические характеристики ремней.
| Тип ремня | ρ, кг/м3 | Е, МПа | σ0, МПа | [σ]р, МПа |
| Плоский прорезиненный | 1,8…2 | |||
| Плоский синтетический | 5…7 | |||
| Клиновой | 1,4…1,6 | |||
| Поликлиновой | 1,4…1,6 |
где р – плотность материала ремня;
Е – приведенный модуль продольной упругости материала ремня;
– напряжение от предварительного натяжения ремня;
[σ] р – допускаемое напряжение растяжения для материала ремня.
Определяем геометрические размеры передачи.
Диаметр малого шкива (ведущего):
d1 ≥(65…150) 
, мм (4.1)
(принимаем стандартное значение диаметра, см. ниже).
Ряд стандартных размеров диаметров шкивов передач с плоскими и клиновыми ремнями:
5, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1000,мм.
Диаметр большего шкива d2 = 0,98 d1 ∙ uрем, мм, (4.2)
(принимаем стандартное значение).
Предварительное межосевое расстояние
а ≥ (0,6….1,5)(d2 - d1), мм (4.3)
(меньшее значение принимают при расчете клиновых ремней).
Длина ремня
. (4.4)
Принимаем стандартное значение длины ремня lр из ряда:
400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600,1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, мм.
Фактическое межосевое расстояние (уточненное):
(4.5)
где lр – стандартное значение длины ремня.
Определяем угол обхвата малого шкива:
(4.6)
значения угла обхвата:
α1≥1200 – для клиноременных передач;
α1≥1500 – для плоскоременных передач.
Определяем скорость ремня
,м ∕ с (4.7)
|
|
максимально допустимое значение скорости:
для плоских ремней [ν] = 30 м/с;??7
для клиновых – [ν] =????.
Определяем размеры ремня.:
а) для плоскоременной передачи рассчитывают рекомендуемое значение толщины ремня 
и полученное значение согласовывают со стандартным из ряда:
2,5(3), 3,75(4,5), 5(6), 6,25(7,5) (в скобках значение толщины с прослойкой);
б) размеры клиновых ремней назначают по таблице 4.4
В общем машиностроении широко применяются клиновые ремни трех типов: нормальные, узкие и поликлиновые. Размеры передач с поликлиновыми ремнями вследствие их высокой тяговой способности получаются значительно меньшими, чем с клиновыми. Однако поликлиновые ремни очень чувствительны к непараллельности валов и осевому смешению шкивов
Таблица 4.4 – Основные параметры клиновых и поликлиновых ремней общего назначения
| Основные размеры, мм |
| |||||||||
| Обозначения сечения ремня | ||||||||||
| Нормальное сечение по ГОСТ 1284-80 | Узкое сечение по ТУ 38-40534-75 | Поликлиновое сечнение по РТМ 38-40528-74 | ||||||||
| О | А | Б | УО | УА | УБ | К | Л | М | ||
| b bo h yo Площадь сечения А, мм2 Предельное значение l p, мм t h Масса l м длины q, кг/м | 8,5 2,1 400… – – 0,06 | 2?8 560… – – 0,105 | 10,5 4,0 800… – – 0,18 | 8,5 2,0 0,56 800… – – 0,07 | 2,8 0,95 800… – – 0,12 | 3,5 1,58 1250… – – 0,20 | – – 2,35 – | – – 4,85 | – – 10,35 – | |
| 0,5b(2h-ho) | ||||||||||
| 400… 2,4 0,09 | 1250… 4,8 9,50,45 | 2000… 9,5 16,7 1,6 | ||||||||
Примечания. 1. l – расчетная длина ремня на уровне нейтральной линии. 2. Стандартный ряд длин l, мм: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 11200, 12500, 14000,16000,18000. 3. (r; r1) – радиусы закруглений сечений поликлиновых ремней; К(0,2;0,4), М(0,8;1,0). 4. z – рекомендуемое число клиньев сечений поликлиновых ремней: К – 2…36, Л – 4…20, М – 2…20.
|
|
Для плоскоременной передачи определяем допускаемое полезное напряжение в ремне:
[σ] ft =2 φk σ0∙Сα Сv Сө Сpp, МПа, 
(4.8)
где экспериментальное значение коэффициента тяги принимают
φk = 0,5…0,6, (меньшее значение для синтетических ремней).
Для клиноременных передач определяют допускаемую полезную мощность, передаваемую одним клиновым ремнем:
(4.9)
где 
– мощность, передаваемая одним ремнем экспериментальной передачи, зависит от частоты вращения ведущего шкива и назначенного сечения (см. таблицу 4.5).
Таблица 4.5 –Номинальная мощность , кВт, передаваемая одним клиновым ремнем (ГОСТ 1284.3–80)
| Тип ремня | Сечение l p, мм | Диаметр меньшего шкива d1, мм | Скорость ремня V, м/с | ||||||
| Клиновой | О | – – – – – – | 0,33 0,37 0,43 0,49 0,51 0,54 | 0,49 0,56 0,62 0,67 0,75 0,80 | 0,82 0,95 1,07 1,16 1,25 1,33 | 1,03 1,22 1,41 1,56 1,59 1,79 | 1,11 1,37 1,60 1,73 1,94 2,11 | – – – 1,85 2,08 2,27 | |
| А | – – – – – – | 0,71 0,72 0,74 0,80 0,87 0,97 | 0,84 0,95 1,05 1,15 1,26 1,37 | 1,39 1,60 1,82 2,00 2,17 2,34 | 1,75 2,07 2,39 2,66 2,91 3,20 | – 2,29 2,82 3,27 3,67 4,11 | – – 2,50 3,14 3,64 4,17 | ||
| Б | – – – – – | 0,95 1,04 1,16 1,28 1,40 | 1,39 1,61 1,83 2,01 2,10 | 2,26 2,70 3,15 3,51 3,73 | 2,80 3,45 4,13 4,66 4,95 | – 3,83 4,73 5,44 5,95 | – – 4,88 5,76 6,32 | ||
| Узкий клиновой | УО | – – – – – – – | 0,68 0,78 0,90 0,92 1,07 1,15 1,22 | 0,95 1,18 1,38 1,55 1,66 1,80 1,90 | 1,50 1,95 2,34 2,65 2,92 3,20 3,40 | 1,80 2,46 3,06 3,57 3,95 4,35 4,70 | 1,85 2,73 3,50 4,20 4,72 5,25 5,70 | – 2,65 3,66 4,50 5,20 5,85 6,42 | |
| УА | – – – – – – | 1,08 1,26 1,41 1,53 1,72 1,84 | 1,56 1,89 2,17 2,41 2,64 2,88 | 2,57 3,15 3,72 4,23 4,70 5,17 | – 4,04 4,88 5,67 6,30 7,03 | – 4,46 5,61 6,00 7,56 8,54 | – – 5,84 7,12 8,25 9,51 | ||
| УБ | – – – – | 1,96 2,24 2,46 2,64 | 2,95 3,45 3,80 4,12 | 5,00 5,98 6,70 7,30 | 6,37 7,88 9,05 10,00 | – 9,10 10,60 11,90 | – 9,49 11,40 13,10 | ||
| Поликли-новой | К | 0,65 0,70 0,76 0,85 0,88 0,92 0,95 0,97 | 0,90 0,98 1,06 1,18 1,25 1,30 1,35 1,38 | 1,40 1,55 1,65 1,86 2,00 2,05 2,15 2,20 | 2,40 2,70 2,90 3,40 3,60 3,70 3,90 4,00 | 3,20 3,60 4,00 4,60 4,90 5,20 3,40 5,60 | 3,70 4,30 4,80 5,70 6,00 6,40 6,70 6,90 | – 4,90 5,30 6,40 6,90 7,30 8,00 9,20 |
В формуле 4.9 коэффициент Сa учитывает влияние угла обхвата a1 малого шкива (таблица 4.6); коэффициент Ср, учитывающий влияние режима работы, принимают по рекомендациям, приведенным в таблице 4.9; значение коэффициента центробежных сил Сv –таблица 4.7; значение коэффициента наклона передачи Сө – таблица 4.8.
Таблица 4.6 – Значение коэффициента угла обхвата Сα
| α1 | |||||||
| Сα | 0,98 | 0,95 | 0,92 | 0,89 | 0,86 | 0,83 |
Таблица 4.7 – Значение коэффициента центробежных сил Сv
 м/с
| |||||||||
| cv | 1,05 | 1,04 | 0,94 | 0,85 | 0,74 | 0,6 | 0,58 | 0,55 |
Таблица 4.8 – Значение коэффициента наклона передачи Сө
| Ө | 0…60 | 60…80 | 80…90 |
| Сө | 0,9 | 0,8 |
Таблица 4.9 – Значение коэффициента режима работы Сpp
| режим | Вт | Т | С | Л |
| Срр | 0,90 | 0,95 | 1,00 | 1,05 |
Для плоских ремней определяют ширину ремня:
. (4.10)
Значение ширины плоского ремня В согласовываем со стандартным из ряда:
20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560.
Для плоского ремня определяют площадь поперечного сечения:
А = В∙ 
,мм. (4.11)
Для клиновых ремней определяем число ремней:
, полученное значение округляем до целого числа. (4.12)
Допускаемое число ремней Z =10.
Выполняют проверочные расчеты ремней на прочность.
Рассчитывают наибольшее напряжение в ведущей ветви ремня в месте на бегания на малый шкив.
Для плоских ремней:
(4.13)
Для клиновых ремней:
(4.14)
Проверяют условную долговечность ремней.
Рассчитываем число пробегов ремня в секунду:
, (4.15)
где допускаемое значение числа пробегов:
– для плоскоременной передачи;
– для клиноременной передачи.
Определяем нагрузку на вал.
Для плоских ремней:
(4.16)
Для клиновых ремней:
. (4.17)
Уточняем действительное передаточное число ременной передачи:
, (4.18)
где коэффициент проскальзывания 
.