Ременные передачи
Ременные передачи
1. Исходные данные для расчетов
Для сравнимости результатов при анализе решений расчеты различных типов ременных передач произведены для одних и тех же исходных данных:
1) номинальная мощность привода винтового конвейера P>nom>> >= 2,9 кВт;
2) частота вращения ведущего шкива (вала двигателя) n>1 >= 950 мин – 1;
3) передаточное число i = 1,6;
4) ограничения:
а) по условиям компоновки: номинальное межцентровое расстояние а>nom> = 500 ± 60 мм; угол наклона передачи ψ = 250; высота редуктора H = 450 мм;
б) по режиму работы: значительные колебания нагрузки, кратковременная пусковая перегрузка до 200 % от номинальной; работа двухсменная.
Общие параметры при расчетах
1) Общая расчетная схема для всех типов передач приведена на рис. 1.1.
2) Согласно P>дв >= P>nom>>,> где P>дв> – потребная мощность двигателя – и
n>1>= 950 мин– 1 принят электродвигатель АИР 112МА6У3 (P>дв> = 3 кВт), у которого габарит d>30> = 246 мм (рис. 1.1).
Диаметры шкивов по условиям компоновки должны быть:
d>1> ≤ d>30>, d>2> ≤ H (1.1)
3) По табл. П8 режим работы – тяжелый, коэффициент динамичности
нагрузки и режима работы C>p> = 1,3.
4) Номинальный вращающий момент T>1>>nom>> >= 9550·2,9 / 950 = 29,2 H·м.
Расчетная передаваемая мощность P = P>nom>С>p> = 2,9·1,3 = 3,77 кВт. (1.2)
Расчетный передаваемый момент T>1 >= 9550·3,77 / 950 = 37,9 H·м. (1.3)
2. Расчет плоскоременной передачи
Последовательность и результаты расчета передач с синте-ическим и прорезиненным кордшнуровым ремнями оформлены в виде табл. 2.1.
Рис. 1.1. Расчетная схема ременной передачи
Анализ результатов расчета по табл. 2.1:
1) Для передачи мощности P = 3,77 кВт при n>1> = 950 мин– 1 плоские прорезиненные ремни не годятся, так как требуется b = 156…71,8 мм при d>1> = 140…200 мм, а изготавливают ремни только до b >max>> >= 60 мм (табл. П2). Если принять b = 60 мм, то для передачи наименьшей величины F>t> = 379 H (п. 12 табл. 2.1) потребуется [p] [p>0>] 379 / 60 = 6,3 Н/мм. Это может быть выполнено (табл. 2 части I) при d>1 >= 224 и 250 (≈ d>30>) мм, σ>0 >= 2 МПа и [p>0>] = 6,5 Н/мм. Пересчет на данные размеры d>1> приведен в табл. 2.1, начиная с п. 18.
2) При использовании синтетического ремня толщиной 1,0 мм вариант с d>1> = 100 мм неудовлетворителен, так как расчетная ширина b = 90,1 мм должна быть округлена до ближайшей большей b = 100 мм (табл. П1), но тогда длина L>p> = 1400 мм не удовлетворяет L>p>> >>min> = 1500 мм при b = 100 мм.
3) Сравнивая результаты при b = 60 мм (для вариантов d>1 >= 160 и 224 мм), видим, что в передаче с прорезиненным ремнем габариты по диаметрам и частота пробега ремня увеличились в 1,4 раза
Таблица 2.1 – Формуляр расчета плоскоременных передач
Параметры |
Результаты расчета для ремней |
Примечание |
||||||
Наименование |
источник |
синтетического |
прорезиненного |
|||||
1. Толщина ремня δ, мм |
табл. П1, П2 |
1,0 |
2,8 |
|||||
2. Диаметр шкива d>1>, мм |
формула (2)* |
174…206 |
||||||
3. Отношение d>1 >/ δ |
стр. 8 (ч.I) ** |
174…206 > 100 |
62…74 > 50 |
|||||
4. Диаметр d>1>>,> мм |
ГОСТ 17383 – 73 |
100 |
160 |
180 |
140 |
180 |
200 |
Принято d>1 >< d>30> |
5. Диаметр d>2>, мм |
(3) |
158 |
253 |
285 |
222 |
285 |
316 |
ξ = 0,01 |
d>2>, мм |
ГОСТ 17383 – 73 |
160 |
250 |
280 |
224 |
280 |
315 |
d>2 >< H |
6. Фактическое i |
(4) |
1,62 |
1,58 |
1,57 |
1,62 |
1,57 |
1,59 |
|
7. Скорость ремня v, м / c |
πd>1>n>1> / 60000 |
4,97 |
7,96 |
8,95 |
6,96 |
8,95 |
9,95 |
< [35] |
8. Угол обхвата , град |
(7) |
173,16 |
169,74 |
168,6 |
170,42 |
168,6 |
166,9 |
> [1500 ] |
9. Расчетная длина ремня L>p>, мм |
(10) |
1410 |
1648 |
1728 |
1575 |
1728 |
1816 |
а = 500 |
L>p>>,> мм |
стандарт |
1400 |
1600 |
1800 |
1600 |
1800 |
1800 |
R20 |
10. Частота пробегов μ, с – 1 |
(49) |
3,6 |
5 |
5 |
4,4 |
5 |
5,5 |
< [15] |
11. Межцентровое расстояние а>nom>, мм |
(14) |
495 |
476 |
536 |
512 |
536 |
492 |
[440 ÷ 560] |
12. Передаваемая окружная сила F>t>, H |
(17) |
759 |
474 |
421 |
542 |
421 |
379 |
|
13. Предварительное напряжение σ>0>, МПа |
табл. 2 (ч.I) |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
2 |
2 |
2 |
|
14. Допускаемая удельная окружная сила [p>0>], Н / мм |
табл. 2 (ч.I) |
8,5 |
8,5 |
8,5 |
3,5 |
4,5 |
5,5 |
|
15. Коэффициенты: C>0> |
стр. 11 (ч.I) |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
= 250 |
C>α> |
(19) |
0,98 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,96 |
|
C>v> |
(20) |
1,01 |
1,0 |
1,0 |
1,02 |
1,01 |
1,0 |
|
16. Допускаемая сила [p] в условиях эксплуатации, Н / мм |
(18) |
8,42 |
8,25 |
8,25 |
3,47 |
4,41 |
5,28 |
|
17. Расчетная ширина ремня b', мм |
(21) |
90,1 |
57,5 |
51 |
156 |
95,5 |
71,8 |
|
округление b, мм |
Табл.П1, П2 |
- |
60 |
60 |
- |
- |
- |
|
18. Пересчет передачи с прорезиненным ремнем |
d>1>>,> мм |
224 |
250 |
|||||
на d>1> = 224 и 250 мм |
d>2>>,> мм |
355 |
400 |
< H = 450 |
||||
i |
1,6 |
1,62 |
||||||
v, м / с |
11,14 |
12,44 |
< [25 м / с] |
|||||
, град |
165,07 |
162,9 |
> [1500 ] |
|||||
L>p>, мм |
1918 |
2032 |
а' = 500 |
|||||
L>p>>,> мм |
2000 |
2000 |
||||||
, с – 1 |
5,57 |
6,2 |
< [15 с – 1] |
|||||
а>nom>, мм |
541 |
484 |
[440 ÷ 560] |
|||||
F>t>, H |
338 |
303 |
||||||
C>α> |
0,96 |
0,95 |
||||||
C>v> |
0,99 |
0,98 |
||||||
[p], Н / мм |
6,18 |
6,05 |
||||||
b', мм |
54,7 |
50,08 |
||||||
b, мм |
60 |
50 |
4) Если в техническом задании на проект вид ремня задан, то следует, исходя из результатов расчета, отдать предпочтение вариантам:
а) синтетический ремень; d>1 >= 160 мм; d>2 >= 250 мм; μ = 5 с – 1; b = 60 мм;
L>p>> >= 1600 мм;
б) прорезиненный кордшнуровой ремень d>1 >= 224 мм; d>2 >= 355 мм; μ = 5,57с – 1; b = 60 мм; L>p> = 2000 мм.
5) Если вид плоского ремня не задан, то преимущество имеет синтетический ремень по п. 4а.
3. Расчет клиноременных передач
Для клинового ремня нормального сечения по величинам P = 3,77 кВт, T>1 >= 37,9 H·м, n>1 >= 950 мин –1, пользуясь рис. П1 и табл. П4, выбираем сечения А и В(Б). Назначаем класс ремня II.
Для узкого ремня (табл. П4) – сечение SPZ> >(УО), для поликлинового ремня (табл. П6) – сечение Л.
Размеры сечений кордшнуровых ремней даны в табл. 3.1.
Таблица 3.1 – Размеры выбранных сечений ремней и параметры передач (см. рис. 1, ч.I)
Параметры |
Сечение ремня |
|||
А |
В(Б) |
SPZ(УО) |
Л |
|
1. W>P>, мм |
11 |
14 |
8,5 |
P = 4,8 мм |
2. W, мм |
13 |
17 |
10 |
H = 9,5 мм |
3. T, мм |
8 |
11 |
8 |
H = 4,68 мм |
4. y>0>, мм |
2,8 |
4,0 |
2 |
|
5. А, мм2 |
81 |
138 |
56 |
|
6. m>п>, кг/м |
0,1 |
0,18 |
0,084 |
0,045 * |
7. d>1 min>, мм |
90 |
125 |
63 |
80 |
Формула (6) может быть представлена как 0,7d>1>(1 + i) < а < 2d>1>(1 + i).
Отсюда при i = 1,6 и а = 500 мм рекомендуемый d '>1> находится в пределах
135 < d>1> < 385 мм. Заданное ограничение (d>1 >≤ d>30 >= 246 мм) уменьшает интервал до 135 < d>1> < 246 мм. Округляя d>1> по ГОСТ Р 50641 – 94, получим 140 d>1> 224 мм. Тогда d>2 >= id>1> дает 224 d>2 > 355 мм, что находится в пределах ограничения H = 450 мм.
Для сравнительного расчета выбираем шкивы с диаметрами:
d>1>, мм ……. 140 160 200 224
d>2>, мм ……. 224 250 315 355.
Для тяжелого режима работы долговечность ремней в эксплуатации (табл. П3)
T>P>> >= T>P>>(ср)>К>1>К>2,> где К>1 >= 0,5 – коэффициент режима работы; К>2> = 1 – коэффициент климатических условий; T>P>>(ср) >= 2500 ч (II класс) – ресурс ремней при среднем режиме и T>P>> >= 2500·0,5·1 = 1250 часов. Гарантированный ресурс изготовителя при этом – 300 ч.
При расчете на долговечность было принято: E = 100 МПа, m = 8, σ>у> = 9 МПа; N>оц >= 2·10 6 – наработка клиновых ремней II класса с передачей мощности (табл. П3).
Общие расчетные параметры, независящие от вида ремня, представлены в табл. 3.2.
Продолжение расчета, специфического для ремней нормального сечения, – в табл. 3.3.
Анализ результатов расчета по табл. 3.3.
1) Для ремней класса II сечения А, начиная с d>1 >= 180 мм и выше (рис. П3)
Р>0> не зависит от диаметра шкива и не влияет на количество ремней. То же для сечения В(Б), начиная с d>1 >= 280 мм и выше.
2) Отношение L>h>> >/ T>P>> >≥ 1 показывает, что данные варианты параметров обеспечивают требуемую эксплутационную долговечность T>P> = 1250 часов.
Ремни сечения А удовлетворяют этому условию для всех выбранных d>1>, сечения В(Б) – только для d>1 >= 224 мм.
По условию долговечности для дальнейшего анализа оставляем ремни сечения А.
3) При d>1 >= 140 и 160 мм количество ремней сечения А одинаково
(К = 3), но долговечность при d>1 >= 160 мм (L>h>> >= 5110 ч) в 2,38 раза выше, чем при d>1 >= 140 мм (при разности диаметров всего 20 мм). Во столько же раз уменьшается вероятность замены комплекта ремней в работе при d>1 >= 160 мм. При d>1 >= 200 мм (L>h>> >= 5360 ч), долговечность увеличивается несущественно, но растут габариты передачи.
4) Исходя из анализа результатов расчета при соблюдении всех наложенных ограничений, окончательно выбираем передачу с параметрами:
РЕМЕНЬ А – 1600 II ГОСТ 1284.1 – 89; d>1 >= 160 мм, d>2 >= 250 мм, i = 1,58, v =
8 м/с, α = 169,7 0, μ = 5 с –1, а>nom> = 476 мм, ∆ = 80 мм, К = 3, F>0 >= 119 H, F>в>>x>> >= 644 H, F>в>>y>> >= 300 H, L>h>> >= 5110 ч, L>h>> >/ T>P>> >= 4,09.
Общие расчетные параметры передач с узкими и поликлино-выми ремнями приведены в табл. 3.1 и 3.2.
Продолжение специфики расчета этих передач оформлено в табл. 3.4.
Анализ результатов расчета по табл. 3.4.
Таблица 3.2 – Формуляр расчета общих параметров клиноременных передач
Параметры |
Результаты расчета при d>1>>,>> >мм |
Примечание |
||||
наименование |
источник |
140 |
160 |
200 |
224 |
|
1. Фактическое i |
(4)* |
1,62 |
1,58 |
1,59 |
1,6 |
ξ = 0,01 |
2. Скорость ремня v, м / с |
(5) |
6,96 |
7,96 |
9,95 |
11,14 |
|
3. Угол обхвата α, град |
(7) |
170,4 |
169,7 |
166,9 |
165,1 |
|
4. Расчетная длина ремня: L>p>, мм |
(10) |
1575 |
1648 |
1816 |
1918 |
|
L>p>>,> мм |
стандарт |
1600 |
1600 |
1800 |
2000 |
|
5. Частота пробегов μ, с – 1 |
(49) |
4,4 |
5 |
5,5 |
5,6 |
< [20] |
6. Межцентровое расстояние а>nom>, мм |
(14) |
512 |
476 |
492 |
541 |
[440…560] |
7. Регулирование а, мм: |
||||||
Δ>1>: нормальный ремень, |
Δ>1> = 0,025 L>p> |
40 |
40 |
45 |
50 |
S>1> = 0,025 |
узкий ремень, |
Δ>1> = 0,04 L>p> |
64 |
64 |
72 |
80 |
|
поликлиновой ремень; |
Δ>1> = 0,03 L>p> |
48 |
48 |
54 |
60 |
|
Δ>2>: нормальный (по сечению В(Б)) ремень, |
(16) |
40 |
40 |
42 |
40 |
S>2> = 0,009 |
узкий ремень, |
Δ>2> = 0,02 L>p> |
32 |
32 |
36 |
40 |
|
поликлиновой ремень |
Δ>2> = 0,013 L>p> |
21 |
21 |
23 |
26 |
|
8. Ход регулирования Δ, мм: |
Δ>1>+ Δ>2> |
|||||
нормальный ремень, |
80 |
80 |
87 |
94 |
||
узкий ремень, |
96 |
96 |
108 |
120 |
||
поликлиновой ремень |
69 |
69 |
77 |
86 |
||
проекция Δ>x>, мм: |
Δcosψ |
|||||
нормальный ремень |
73 |
73 |
79 |
85 |
||
узкий ремень |
87 |
87 |
98 |
109 |
||
поликлиновой ремень |
63 |
83 |
70 |
78 |
Таблица 3.3 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передачи с клиновыми ремнями нормального сечения А и В(Б)
Параметры |
Результаты расчета при d>1, >мм, и сечениях ремней |
Примечание |
||||||||
наименование |
источник |
140 |
160 |
200 |
224 |
|||||
А |
В(Б) |
А |
В(Б) |
А |
В(Б) |
А |
В(Б) |
|||
Р>0>, кВт |
Рис.П3, П4 |
1,73 |
2,22 |
2,1 |
2,83 |
2,42 |
4,05 |
2,42 |
4,75 |
Класс II |
2. Коэффициенты С>α> |
стр. 11 (ч.I) |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,97 |
0,97 |
0,965 |
0,965 |
|
С>L> |
(23) |
0,98 |
0,93 |
0,98 |
0,93 |
1,01 |
0,95 |
1,04 |
0,98 |
|
3. Ориентировочное число ремней К '>0> |
(22) |
2,27 |
1,86 |
1,87 |
1,46 |
1,59 |
1 |
1,55 |
0,84 |
при С>к> = 1 |
4. Коэффициент С>к> |
стр. 12 (ч.I) |
0,8 |
0,82 |
0.82 |
0,83 |
0,82 |
1 |
0.82 |
1 |
|
5. Расчетное число ремней |
К>0>' / С>к> |
|||||||||
К |
2,84 |
2,27 |
2,28 |
1,76 |
1,94 |
1 |
1.89 |
0,84 |
||
принято К |
3 |
3 |
3 |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
||
|
(31) |
134 |
138 |
119 |
181 |
146 |
294 |
137 |
271 |
С>p> = 1,2 * |
7. Окружное усилие одного ремня F>t>, Н |
103P / (vК) |
181 |
181 |
158 |
237 |
189 |
379 |
169 |
338 |
|
8. Сила на валах F>в>, Н |
(38) |
801 |
825 |
711 |
721 |
580 |
584 |
543 |
537 |
|
9. Составляющие F>в> по осям: F>в>>х> |
(41) |
726 |
748 |
644 |
653 |
526 |
529 |
492 |
487 |
|
F>в>>y> |
339 |
349 |
300 |
305 |
245 |
247 |
229 |
227 |
||
10. Напряжения в ремне σ>0>, МПа |
F>0> / A |
1,65 |
1,0 |
1,47 |
1,31 |
1,8 |
2,13 |
1,69 |
1,96 |
|
σ>t>> >/> >2 |
F>t> / (2A) |
1,12 |
0,66 |
0,98 |
0,86 |
1,17 |
1,37 |
1,04 |
1,22 |
|
σ>ц> |
10 – 6 ρv2 |
0,06 |
0,06 |
0,08 |
0,08 |
0,13 |
0,13 |
0,16 |
0,16 |
ρ = 1300 кг/м3 |
σ>р> |
σ>0>+σ>t> / 2+σ>ц> |
2,83 |
1,72 |
2,53 |
2,25 |
3,1 |
3,63 |
2,84 |
3,34 |
|
σ>и>>1> |
2Ey>0 >/ d>1> |
4,0 |
5,75 |
3,5 |
5,0 |
2,8 |
4,0 |
2,5 |
3,58 |
E = 100 МПа |
σ>р> / σ>и>>1> |
0,7 |
0,3 |
0,72 |
0,45 |
1,1 |
0,9 |
1,14 |
0,94 |
||
Коэффициент ξ>i> |
рис. 5 (ч.I) |
1,87 |
1,95 |
1,87 |
1,92 |
1,81 |
1,83 |
1,8 |
1,82 |
i = 1,6 |
σ>m>>ax> |
σ>р> + σ>и>>1> |
6,83 |
7,47 |
6,03 |
7,25 |
5,9 |
7,63 |
5,34 |
6,92 |
|
11. Долговечность L>h>, ч |
(48) |
2146 |
1093 |
5110 |
1203 |
5357 |
693 |
11626 |
1479 |
|
Отношение L>h> / T>p> |
1,72 |
0,87 |
4,09 |
0,96 |
4,29 |
0,55 |
9,3 |
1,18 |
Таблица 3.4 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передач с узким ремнем SPZ(УО) и поликлиновым сечения Л
Параметры |
Результаты расчета при d>1>>,>> >мм, и сечениях ремней |
Примечание |
|||||||
наименование |
источник |
140 |
160 |
200 |
224 |
||||
SPZ |
Л |
SPZ |
Л |
SPZ |
Л |
Л |
|||
Допускаемая окружная сила одногоклина F>0>, Н |
Рис.П6 Табл.4 (ч.I) |
2,7 |
83 |
3,4 |
83 |
4,15* |
83 |
83 |
|
2. Коэффициенты: |
|||||||||
C>α> |
стр. 11 (ч.I) и (26) |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
|
C>L> |
(23) |
1,0 |
1,01 |
1,0 |
1,01 |
1,02 |
1,03 |
1,05 |
m = 6 |
C>К> |
стр. 12 (ч.I) |
0,82 |
– |
0,82 |
– |
1,0 |
– |
– |
К = 2 и 1 |
C>V> |
0,908 – 0,0155 v |
- |
0,8 |
- |
0,78 |
- |
0,75 |
0,74 |
табл. 4 (ч.I) |
C>d> |
2,95 – 155 / d>1> |
- |
1,84 |
- |
1,98 |
- |
2,18 |
2,26 |
табл. 4 (ч.I) |
3. Расчетная окружная сила одного клина F>0>, Н |
(25) |
- |
121 |
- |
127 |
- |
135 |
141 |
|
4. Расчетное число ремней К ' |
(22) |
1,74 |
- |
1,38 |
- |
0,92 |
- |
- |
|
принято К |
2 |
- |
2 |
- |
1 |
- |
- |
||
5. Передаваемая сила F>t>, Н |
103 P / (vК) |
271 |
542 |
237 |
474 |
379 |
379 |
338 |
Для Л К = 1 |
6. Число клиньев z' |
F>t> / F>1> |
- |
4,48 |
- |
3,73 |
- |
2,8 |
2,4 |
[4…20] |
принято z |
табл. П6 |
- |
5 |
- |
4 |
- |
4 |
4 |
4 – min |
7. Ширина ремня b, мм |
Pz |
- |
24 |
- |
19,2 |
- |
19,2 |
19,2 |
p = 4,8 мм |
8. Предварительное натяжение F>0>, Н |
(34) и (35) |
203 |
409 |
179 |
359 |
290 |
296 |
271 |
|
9. Сила на валах F>в>, Н |
(38) и (39) |
809 |
815 |
713 |
715 |
576 |
588 |
537 |
|
проекции F>в>>x> |
(41) |
733 |
739 |
646 |
648 |
522 |
533 |
487 |
|
F>в>>y> |
(41) |
342 |
344 |
301 |
302 |
243 |
248 |
227 |
|
10. Напряжения в ремне, МПа |
|||||||||
σ>0> |
F>0> / A |
3,63 |
- |
3,2 |
- |
5,18 |
- |
- |
A = 56 мм2 |
σ>t>> >/ 2 |
F>t> / (2A) |
2,42 |
- |
2,12 |
- |
3,38 |
- |
- |
|
σ>ц> |
10 – 6 ρv2 |
0,06 |
- |
0,08 |
- |
0,13 |
- |
- |
ρ = 1300 кг/м3 |
σ>р> |
σ>0>+ σ>t>> >/ 2+ σ>ц> |
6,11 |
- |
5,4 |
- |
8,69 |
- |
- |
|
σ>и>>1> |
2Ey>0 >/ d>1> |
2,86 |
- |
2,5 |
- |
2 |
- |
- |
E = 100 МПа |
σ>р> / σ>и>>1> |
2,14 |
- |
2,16 |
- |
4,35 |
- |
- |
||
коэффициент ξ>i> |
рис. 5 (ч.I) |
1,6 |
- |
1,6 |
- |
1,4 |
- |
- |
i = 1,6 |
σ>m>>ax> |
σ>р> + σ>и>> 1> |
8,97 |
- |
7,9 |
- |
10,69 |
- |
- |
1) Для узких ремней SPZ(УО) рекомендуемые d>1> ограничены (рис. П6) 180 мм. При увеличении диаметров свыше 180 мм передаваемая мощность одним ремнем P>0> не изменяется. Поэтому в табл. 3.4 вариант с d>1 >= 224 мм для SPZ(УО) не рассматривается.
2) Количество К ремней SPZ(УО) при d>1 >= 140 и 160 мм равно 2. При d>1 >= 200 мм К = 1, но σ>max>> >= 10,64 МПа превосходит предел выносливости σ>у >=
9 МПа, что по условиям работоспособности недопустимо.
3) Выбираем передачу с узкими ремнями SPZ (УО):
РЕМЕНЬ SPZ(УО) – 1600 ТУ 38–40534 – 75; К = 2, d>1 >= 160 мм, d>2 >= 250 мм,
i = 1,58, v = 8 м/c, α = 169,7 0, μ = 5 с –1, а>nom> = 476 мм, ∆ = 96 мм, F>0 >= 179H, F>в>>x>> >= 646 H, F>в>>y>> >= 301 H, σ>max>> >= 7,9 МПа.
4) Передача с поликлиновым ремнем сечения Л может быть рекомен-дована лишь при d>1> = 140 мм, где количество клиньев ремня К = 5, и при d>1 >= 160 мм К = 4. При других d>1> расчетное К значительно меньше минимально допустимого значения [K>min>> >= 4].
5) Чтобы сохранить одинаковые кинематические и геометрические пара-метры всех клиноременных передач, для поликлиновой передачи принимаем
РЕМЕНЬ Л – 1600 ТУ 38–105763–84 с числом клиньев К = 4, b = 19,2 мм, d>1 >= 160 мм, d>2 >= 250 мм, v = 8 м/с, μ = 5 с –1, F>0 >= 359 H, F>в>>x> = 648 H, F>в>>y>> >= 302 H.
Сравнение передач с клиновыми ремнями
При общих геометрических (d>1>, d>2>, α, L>P>, а) и кинематических (i, v, μ) параметрах для варианта при d>1 >= 160 мм имеем:
Сечение |
К |
F>0> |
F>в>>x> |
F>в>>у> |
σ>0> |
σ>t> |
σ>max> |
L>h> |
L>h >/T>P> |
А |
3 |
119 |
644 |
300 |
1,47 |
2,0 |
6,03 |
5110 |
4,09 |
SPZ(УО) |
2 |
179 |
646 |
301 |
3,2 |
4,2 |
7,9 |
- |
- |
Л |
4 |
359 |
648 |
302 |
- |
- |
- |
- |
- |
1) Количество ремней SPZ(УО) меньше, чем А, меньше ширина шкивов, но σ>max> в них выше, что сказывается на долговечности.
2) При К = 3 ремни сечения А обеспечивают долговечность в 4 раза больше требуемой эксплуатационной. Это значит, что при общей долговечности других передач привода (например, редуктора в 10000 часов), следует ожидать двухкратной смены комплекта из 3-х ремней нормального сечения А.
3) Силы F>в>>x>, F>в>>y>, действующие на валы, не зависят от типа ременной передачи и примерно равны.
4) При заданных исходных условиях на расчет передачи использование поликлиновых ремней нецелесообразно, так как их основное назначение – замена комплекта клиновых ремней при К ≥ 6…8, а в настоящем расчете К = 3 и 2.
5) Расчеты ременных передач показывают, что выбор d>1 >= d>min> для данного сечения ремня не обеспечивает необходимой долговечности ремней.
Таблица 4.1 – Формуляр расчета зубчатоременной передачи
Параметры |
Результаты расчета при d>1 >мм, и m мм |
Приме- чание |
|||||||||
наименование |
источник |
140 |
160 |
200 |
|||||||
4 |
5 |
7 |
4 |
5 |
7 |
4 |
5 |
7 |
|||
1. Число зубьев z>1> |
d>1 >/ m |
35 |
28 |
20 |
40 |
32 |
23 |
50 |
40 |
29 |
> z>1 min> |
z>2> |
d>2 >/ m |
56 |
45 |
32 |
63 |
50 |
36 |
79 |
63 |
45 |
< z>2 max> |
2. Фактическое i |
i = z>2 >/ z>1> |
1,6 |
1,61 |
1,6 |
1,58 |
1,56 |
1,57 |
1,58 |
1,58 |
1,55 |
|
3. Скорость ремня v м/с |
(5) |
6,96 170,4 |
7,96 169,7 |
9,95 166,9 |
[40 м/c] |
||||||
4. Угол обхвата , град |
(7) |
||||||||||
5. Число зубьев в зацеплении z>0> |
(9) |
16,6 |
13,3 |
9,5 |
18,9 |
15,1 |
10,8 |
23,2 |
18,5 |
13,4 |
> [6] |
6. Расчетная длина ремня L>P>>,> мм |
(10) |
1575 |
1575 |
1575 |
1648 |
1648 |
1648 |
1816 |
1816 |
1816 |
|
7. Число зубьев ремня z>P> принято z>P> |
L>P >/ m табл. П7 |
125,3 125 |
100,3 100 |
71,6 71 |
131,1 130 |
104,9 105 |
74,9 75 |
144,5 140 |
115,6 120 |
82,6 80 |
R40 |
8. Окончательно L>P,> мм |
mz>p> |
1571 |
1571 |
1561 |
1634 |
1649 |
1649 |
1759 |
1885 |
1759 |
|
9. Межцентровое расстояние а>nom>, мм |
(14) |
498 |
498 |
493 |
493 |
500 |
500 |
472 |
535 |
472 |
[500 ± 60] |
10. Передаваемая окружная сила F>t>>,>H |
(17) |
542 |
474 |
379 |
|||||||
11. Допускаемая удельная окружная сила типовой передачи [F]>0, >Н/мм |
>табл. 5 (>>ч.>>I)> |
25 |
30 |
32 |
25 |
30 |
32 |
25 |
30 |
32 |
|
12. Коэффциенты |
C>u> = 1 (i > 1), C>z> = 1 (z>0 >> 6), C>p> = 1 (ролики отсутствуют) |
||||||||||
13. Допустимая удельная окружная сила F>y>, H/мм |
(27) |
25 |
30 |
32 |
25 |
30 |
32 |
25 |
30 |
32 |
Fy = [F]>o> |
14. Погонная масса ремня m>п>.103 кг / (м. мм) |
>табл. 5 (ч.I)> |
6 |
7 |
8 |
6 |
7 |
8 |
6 |
7 |
8 |
|
15. Ширина ремня b>0,> мм (при С>ш> = 1) |
F>t >/ F>y> |
22 |
18 |
17 |
19 |
16 |
15 |
15 |
13 |
12 |
|
Коэффициент С>ш> |
стр. 13 (ч.I) |
0,97 |
0,82 |
0,76 |
0,89 |
0,7 |
0,7 |
0,7 |
0,7 |
0,7 |
|
Ширина ремня b', мм принято b, мм |
(29) табл. П7 |
22,6 25 |
22,3 25 |
22,5 25 |
21,6 25 |
22,9 25 |
21,5 25 |
22,2 25 |
18,5 20 |
17,3 20 |
|
16. Давление на зубьях p, МПa |
(30) |
1,05 |
0,93 |
0,76 |
0,8 |
0,72 |
0,59 |
0,52 |
0,56 |
0,47 |
[p] = 1,0 |
17. Сила предварительного натяжения F>0>>,>H |
(36) |
0,35 |
0,41 |
0,47 |
0,46 |
0,53 |
0,61 |
0.71 |
0,83 |
0,95 |
Для улучшения работоспособности ременной передачи следует увеличивать диаметры шкивов и, если позволяют условия компоновки, принимать
d>1 >≥ (1,3…1,5) d>min>.
4. Расчет зубчатоременной передачи
Предварительное значение модуля по формуле (1) m ≈ 35(2,9 / 950) 1/3 ≈ 5,08 мм. Для сравнительного расчета по табл. П7 принимаем m = 4; 5 и 7 мм.
Исходя из рекомендации (стр. 9 ч.I) для а использовать формулу (6) и учитывая ограничения (а = 500, d>1 >≤ d>30>, d>2 >≤ H) по условиям компоновки, для расчета принимаем те же диаметры, что и для клиноременной передачи (d>1 >= 140, 160, 200 и d>2> = 224, 250, 315 мм). Зубья трапецеидального профиля.
Результаты расчета сведены в табл. 4.1.
На основании анализа результатов окончательно следует выбрать зубчатоременную передачу с минимальными размерами шкивов по условиям компоновки: d>1 >= 140 мм, d>2 >= 224 мм, i = 1,61, m = 5 мм, z>p>= 100, L>P>> >= 1571 мм, b = 25 мм, а>nom> = 498 мм, F>0 >= 0,41 H, F>в>>x>> >= 598 H, F>в>>y>> >= 275 H, μ = 4,43 < [μ] = 30 с-1;
Ремень, например, из литьевой резины: РЕМЕНЬ ЛР 5–100–25 ОСТ 38–05114–76, ОСТ 38–05246–81.
Сравнивая результаты всех расчетов различных передач в примерах, можно сделать заключение, что зубчатоременная передача имеет наименьшие габариты и усилия в ремнях.