Технические расчеты
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.79 (12 Голосов)

Классификация передач. В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи бывают: плоскоременные, клиноременные, круглоременные, поликлиноременные (рис. 69). Плоскоременные передачи по расположению бывают перекрестные и полуперекрестные (угловые), рис. 70. В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передача с круглым ремнем имеет ограниченное применение (швейные машины, настольные станки, приборы).

Разновидность ременной передачи является Зубчатоременная, передающая нагрузку путем зацепления ремня со шкивами.

Виды приводных ремней

Виды приводных ремней -  клиновой

   

А

Б

   

Рис. 69. Виды приводных ремней: а – плоский, б – клиновой, в – поликлиновой, г - круглый.

Виды плоскоременных передач

Рис. 70. Виды плоскоременных передач: а – перекрестная, Б – полуперекрестная (угловая)

Назначение. Ременные передачи относится к механическим передачам трения с гибкой связью и применяют в случае если необходимо передать нагрузку между валами, которые расположены на значительных расстояниях и при отсутствии строгих требований к передаточному отношению. Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга и соединенных ремнем (ремнями), надетым на шкивы с натяжением. Вращение ведущего шкива преобразуется во вращение ведомого благодаря трению, развиваемому между ремнем и шкивами. По форме поперечного сечения различают Плоские, Клиновые, Поликлиновые и Круглые приводные ремни. Различают плоскоременные передачи - Открытые, которые осуществляют передачу между параллельными валами, вращающимися в одну сторону; Перекрестные, Которые осуществляют передачу между параллельными валамиПри вращении шкивов в противоположных направлениях; в Угловых (полуперекрестных) плоскоременных передачах шкивы расположены на скрещивающихся (обычно под прямым углом) валах. Для обеспечения трения между шкивом и ремнем создают натяжение ремней путем предварительного их упругого деформирования, путем перемещения одного из шкивов передачи или с помощью натяжного ролика (шкива).

Преимущества. Благодаря эластичности ремней передачи работают плавно, без ударов и бесшумно. Они предохраняют механизмы от перегрузки вследствие возможного проскальзывания ремней. Плоскоременные передачи применяют при больших межосевых расстояниях и, работающие при высоких скоростях ремня (до 100М/с). При малых межосевых расстояниях, больших передаточных отношениях и передаче вращения от одного ведущего шкива к нескольким ведомым предпочтительнее клиноременные передачи. Малая стоимость передач. Простота монтажа и обслуживания.

Недостатки. Большие габариты передач. Изменение передаточного отношения из-за проскальзывания ремня. Повышенные нагрузки на опоры валов со шкивами. Необходимость устройств для натяжения ремней. Невысокая долговечность ремня.

Сферы применения. Плоскоременная передача проще, но клиноременная обладает повышенной тяговой способностью и вписывается в меньшие габариты.

Поликлиновые ремни - плоские ремни с продольными клиновыми выступами-ребрами на рабочей поверхности, входящими в клиновые канавки шкивов. Эти ремни сочетают достоинства плоских ремней - гибкость и клиновых - повышенную сцепляемость со шкивами.

Круглоременные передачи применяют в небольших машинах, например машинах швейной и пищевой промышленности, настольных станках, а также различных приборах.

По мощности ременные передачи применяются в различных машинах и агрегатах при image074_0 Расчет ременной передачи50КВТ, (в некоторых передачах до 5000КВт), при окружной скорости - image075_0 Расчет ременной передачи40М/с, (в некоторых передачах до 100М/с), по передаточным числам image076_0 Расчет ременной передачи15, КПД передач: плоскоременные image006_71 Расчет ременной передачи0,93…0,98, а клиноременные – image006_71 Расчет ременной передачи0,87…0,96.

Схема ременной передачи

Рис. 71 Схема ременной передачи.

Силовой расчет. Окружная сила на ведущем шкиве

image078_0 Расчет ременной передачи. (12.1)

Расчет ременных передач выполняют по расчетной окружной силе с учетом коэффициента динамической нагрузки image079_0 Расчет ременной передачиИ режима работы передачи:

image080 Расчет ременной передачи, (12.2)

Где image079_0 Расчет ременной передачи - коэффициент динамической нагрузки, который принимается image079_0 Расчет ременной передачи=1 при спокойной нагрузке, image079_0 Расчет ременной передачи=1,1 – умеренные колебания нагрузки, image079_0 Расчет ременной передачи=1.25 – значительные колебания нагрузки, image079_0 Расчет ременной передачи=1,5 – ударные нагрузки.

Начальную силу натяжения ремня FO (предварительное натяжение) принимают такой, чтобы ремень мог сохранять это натяжение достаточно длительное время, не подвергаясь большой вытяжке и не теряя требуемой долговечности. Соответственно этому начальное напряжение в ремне для плоских стандартных ремней без автоматических натяжных устройств image081 Расчет ременной передачи=1,8МПа; с автоматическими натяжными устройствами image081 Расчет ременной передачи= 2МПа; для клиновых стандартных ремней image081 Расчет ременной передачи=1,2...1,5МПа; для полиамидных ремней image081 Расчет ременной передачи= 3...4МПа.

Начальная сила натяжения ремня

image082 Расчет ременной передачи, (12.3)

Где А - Площадь поперечного сечения ремня плоскоременной передачи либо площадь поперечного сечения всех ремней клиноременной передачи.

Силы натяжения ведущей image083 Расчет ременной передачиИ ведомой S2 Ветвей ремня в нагруженной передаче можно определить из условия равновесия шкива (рис. 72).

Схема к силовому расчету передачи

Рис. 72. Схема к силовому расчету передачи.

Из условия равновесия ведущего шкива

image085 Расчет ременной передачи (12.4)

С учетом (12.2) окружная сила на ведущем шкиве

image086 Расчет ременной передачи. (12.5)

Натяжение ведущей ветви

image087 Расчет ременной передачи, (12.6)

Натяжение ведомой ветви

image088 Расчет ременной передачи. (12.7)

Давление на вал ведущего шкива

image089 Расчет ременной передачи. (12.8)

Зависимость между силами натяжения ведущей и ведомой ветвей приближенно определяют по формуле Эйлера, согласно которой натяжений концов гибкой, невесомой, нерастяжимой нити, охватывающей барабан связаны зависимостью

image090 Расчет ременной передачи, (12.9)

Где image019_34 Расчет ременной передачи - коэффициент трения между ремнем и шкивом, image091 Расчет ременной передачи - угол обхвата шкива.

Среднее значение коэффициента трения для чугунных и стальных шкивов можно принимать: для резинотканевых ремней image019_34 Расчет ременной передачи=0,35, для кожаных ремней image019_34 Расчет ременной передачи= 0,22 и для хлопчатобумажных и шерстяных ремней image019_34 Расчет ременной передачи= 0,3.

При определении сил трения в клиноременной передаче в формулы вместо – коэффициента, трения image019_34 Расчет ременной передачи надо подставлять приведенный коэффициент трения для клиновых ремней

image092 Расчет ременной передачи, (12.10)

Где image093 Расчет ременной передачи - угол клина ремня image094 Расчет ременной передачи.

При совместном рассмотрении приведенных силовых соотношений для ремня получим окружную силу на ведущем шкиве

image095 Расчет ременной передачи, (12.11)

Где image096 Расчет ременной передачи - коэффициент тяги, который определяется по зависимости

image097 Расчет ременной передачи. (12.12)

Увеличение окружного усилия на ведущем шкиве можно достичь увеличением предварительного натяжения ремня либо повышением коэффициента тяги, который повышается с увеличением угла обхвата и коэффициента трения.

В таблицах со справочными данными по характеристикам ремней указаны их размеры с учетом необходимых коэффициентов тяги.

Геометрический расчет. Расчетная длина ремней при известном межосевом расстоянии и диаметрах шкивов (рис.71):

image098 Расчет ременной передачи (12.13)

Где image099 Расчет ременной передачи. Для конечных ремней длину image100 Расчет ременной передачи окончательно согласовывают со стандартными длинами по ГОСТ. Для этого выполняют геометрический расчет согласно схемы показанной на рис.73.

Схема к геометрическому расчету ременной передачи

Рис.73. Схема к геометрическому расчету ременной передачи

По окончательно установленной длине image100 Расчет ременной передачи плоскоременной или клиноременной открытой передачи действительное межосевое расстояние передачи пои условии, что image099 Расчет ременной передачи

image102 Расчет ременной передачи

Расчетные формулы без учета провисания и начальной деформации ремня.

Угол обхвата ведущего шкива ремнем в радианах:

image103 Расчет ременной передачи, (12.14)

В градусах image104 Расчет ременной передачи.

Для плоскоременной передачи рекомендуется image105 Расчет ременной передачи, а для клиноременной image106 Расчет ременной передачи.

Порядок выполнения проектного расчета. Для ременной передачи при проектном расчете по заданным параметрам (мощность, момент, угловая, скорость и передаточное отношение) определяются размеры ремня и приводного шкива, которые обеспечивают необходимую усталостную прочность ремня и критический коэффициент тяги при максимальном КПД. По выбранному диаметру ведущего шкива из геометрического расчета определяются остальные размеры: image108 Расчет ременной передачи

Проектный расчет плоскоременной передачи по тяговой способности производят по допускаемому полезному напряжению, Которое определяют по кривым скольжения. В результате расчета определяется ширина ремня по формуле:

image109 Расчет ременной передачи, (12.15)

Где image110 Расчет ременной передачи - окружная сила в передаче; image111 Расчет ременной передачи - допустимая удельная окружная сила, которая соответствует максимальному коэффициенту тяги, которая определяется при скорости ремня image112 Расчет ременной передачи=10 м/с и угле обхвата image091 Расчет ременной передачи=1800; image113 Расчет ременной передачи - коэффициент расположения передачи в зависимости от угла наклона image114 Расчет ременной передачи линии центров к горизонтальной линии: image113 Расчет ременной передачи=1,0, 0,9, 0,8 для углов наклона image114 Расчет ременной передачи=0…600, 60…800, 80…900; image115 Расчет ременной передачи - коэффициент угла обхвата шкива image116 Расчет ременной передачи; image117 Расчет ременной передачи - скоростной коэффициент: image118 Расчет ременной передачи; image014_44 Расчет ременной передачи - коэффициент режима работы, который принимается: image014_44 Расчет ременной передачи=1,0 спокойная нагрузка; image014_44 Расчет ременной передачи=0,9 нагрузка с небольшими изменениями, image014_44 Расчет ременной передачи=0,8 – нагрузка с большими колебаниями, image014_44 Расчет ременной передачи=0,7 – ударные нагрузки.

Для расчета предварительно по эмпирическим формулам определяется диаметр ведущего шкива

image119 Расчет ременной передачи, (12.16)

Где image120 Расчет ременной передачи- передаваемая мощность в кВт, image121 Расчет ременной передачи - частота вращения.

Диаметр ведущего шкива округляется до ближайшего стандартного.

Принимается тип ремня, по которому определяется image111 Расчет ременной передачи допустимая удельная окружная сила по таблице 12.1.

Таблица 12.1

Параметры плоских приводных ремней

Параметры

Марка ткани для прокладок ремня

Б-800

БКНЛ-65

ТК-150

ТК-200-2

ТК-300

Допустимая действующая сила на прокладку, Н/мм

3

3

10

13

20

Расчетная толщина тканевой прокладки Δ мм

1,5

1,5

1,3

1,4

1,5

Число прокладок Zn

3…6

3…6

3,4

3…5, при

b = 355мм

3,4

3,0

b = 180…315мм

Расчетную ширину ремня округляют до ближайшей стандартной ширины по табл.12.2.

Таблица 12.2 Стандартная ширина плоских приводных ремней

1-й ряд

20, 25,32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 110, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280…

2-й ряд

30, 60, 70, 115, 300…

Таблица 12.3 Ширина обода шкива плоскоременной передачи.

B

В

B

В

B

В

40

50

100

112

200

224

50

63

112

125

224

250

63

71

125

140

250

280

71

80

140

160

280

315

80

90

160

180

315

355

90

100

180

200

355

400

       

400

450

Проектный расчет клиноременной передачи по тяговой способности производят по допускаемой мощности передаваемой одним ремнем выбранного поперечного сечения, которое также определяют по кривым скольжения. В результате расчета определяется количество ремней выбранного сечения по формуле:

image122 Расчет ременной передачи, (12.17)

Где image123 Расчет ременной передачи - допускаемая мощность, передаваемой одним поперечного сечения; image115 Расчет ременной передачи - коэффициент угла обхвата шкива: image124 Расчет ременной передачи; image125 Расчет ременной передачи - коэффициент длины ремня: image126 Расчет ременной передачи; image127 Расчет ременной передачи - коэффициент, который учитывает неравномерность нагружения между ремнями image128 Расчет ременной передачи.

Для расчета по формуле (12.17) предварительно по эмпирическим зависимостям определяется тип поперечного сечения ремня (рис.74), а по нему предварительно принимается диаметр ведущего шкива по передаваемой мощности и частоте вращения, согласно таблице 12.3.

Таблица 12.4

Мощность N0, которая передается одним клиновым ремнем при α=180o, длине ремня 0 спокойном нагружении и передаточном отношении U = 1

Сечение

ремня

Диаметр

d1, мм

Р0 (кВт) при скорости ремня υ, м/с

3

5

10

15

20

25

Z

l0=1320мм

63

71

80

90

100

0,31

0,37

0,40

0,44

0,46

0,49

0,56

0,62

0,67

0,70

0,82

0,95

1,07

1,16

1,24

1,03

1,22

1,41

1,56

1,67

1,11

1,37

1,60

1,73

1,97

-

1,40

1,65

1,90

2,10

А

l0=1700мм

90

100

112

125

140

0,56

0,62

0,70

0,74

0,80

0,84

0,95

1,05

1,15

1,23

1,39

1,60

1,82

2,00

2,18

1,75

2,07

2,39

2,66

2,91

1,88

2,31

2,74

3,10

3,44

-

2,29

2,82

3,27

3,70

В

l0=2240мм

125

140

160

180

200

224

0,92

1,07

1,20

1,30

1,40

1,47

1,39

1,61

1,83

2,01

2,15

2,26

2,26

2,70

3,15

3,51

3,79

4,05

2,80

3,45

4,13

4,66

5,08

5,45

-

3,38

4,73

5,44

6,00

6,50

-

-

4,88

5,76

6,43

7,05

С

l0=3750мм

200

224

250

280

1,85

2,08

2,28

2,46

2,77

3,15

3,48

3,78

4,58

5,35

6,02

6,63

5,80

6,95

7,94

8,86

6,33

7,86

9,18

10,4

-

7,95

9,60

11,1

D

l0=6000мм

355

400

450

500

4,46

4,94

5,36

5,70

6,74

7,54

8,24

8,80

11,4

13,3

14,4

15,5

14,8

17,2

19,3

21,0

16,8

20,0

22,3

25,0

17,1

21,1

24,6

27,5

Перевод системы обозначений сечений клиновых ремней по ГОСТ 1284 в международные стандарты: О – Z, А – A, Б – B, В – C, Г – D, Д – E, Е – E0

Межосевое расстояние может быть задано в исходных данных, либо приниматься в диапазоне

image141 Расчет ременной передачи,

image142 Расчет ременной передачи,

Где image143 Расчет ременной передачи - высота, выбранного сечения ремня.

В результате геометрического расчета передачи уточняются значения параметров определяются расчетная длина ремня image100 Расчет ременной передачи, которая округляется до ближайшего стандартного значения, согласно таблице 12.5.Таблица 12.5

Стандартная длина клиновых ремней

Длина image100 Расчет ременной передачи, мм

Сечение ремня

Z

A

B

C

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

     *  *

6300; 6700; 7100; 7500; 8000; 8500; 9000; 9500; 10000; 10600

       *

Расчетное число клиновых ремней округляют до ближайшего большего целого числа.

Проверочный расчет на долговечность. Долговечность ремня определяется его сопротивлением усталости при циклическом нагружении. Сопротивление усталости определяется числом циклов нагружений, которое возрастает с увеличением при скорости ремня и уменьшении его длины. Для обеспечения долговечности ремня в пределах 1000…5000 часов работы проверяется число пробегов ремня в секунду, которое соответствует числу нагружений в секунду

image144 Расчет ременной передачи, (12.18)

Где image145 Расчет ременной передачи - скорость ремня, image100 Расчет ременной передачи - длина ремня; image146 Расчет ременной передачи - допустимое число пробегов ремня в секунду. Рекомендовано для плоских ремней image146 Расчет ременной передачи=5 с-1, а для клиновых ремней image146 Расчет ременной передачи=15 с-1.

Таблица 12.6

Размеры канавок шкива клиноременной передачи

rp1

 

Сечение

ремня

c

e

t

 

Расчетные диаметры при угле φо

34

36

38

40

Z

2,5

7,5

12,0

8,0

63-71

80-100

112-160

180

A

3,3

9,0

15,0

10,0

90-112

125-160

180-400

450

B

4,2

11,0

19,0

12,5

125-160

180-224

250-500

560

C

5,7

14,5

22,5

17,0

-

200-315

355-630

710

D

8,1

20,0

37,0

24,0

-

315-450

600-900

1000

E

9,6

23,5

44,5

29,0

-

500-560

630-1120

1250

E0

12,5

31,0

58,0

38,0

-

-

800-1400

1600

Таблица 12.7  Размеры и параметры клиновых ремней

rp2

mso19d0

Таблица 12.7

Размеры и параметры клиновых ремней

 

Тип

Обозначение

сечения

Размеры

сечения, мм

F, мм2

L,

м

Dmin, мм

М1,

Нм

b

bp

h

y0

Нормального сечения

Z

10

8,5

6

2,1

47

0,4-2,5

63

≤30

A

13

11

8

2,8

81

0,56-4,0

90

15-60

B

17

14

10,5

4

138

0,8-6,3

125

50-150

C

22

19

13,5

4,8

230

1,8-10

200

120-600

D

32

27

19

6,9

476

3,15-15

315

450-2400

E

38

32

23,5

8,3

692

4,5-18

500

1600-6000

E0

50

42

30

11

1170

6,3-18

800

≥4000

Узкие

УО

10

8,5

8

2,0

56

0,63

3,55

63

≤150

УА

13

11

10

2,8

95

0,80

4,50

90

90

400

УБ

17

14

13

3,5

158

1,25

8,00

140

300

2000

Расчет ременной передачи - 3.8 out of 5 based on 12 votes

Дополнительные материалы: