- •Глава 1. Основные положения
- •Глава 7. Шпоночные соединения
- •Глава 12. Основы расчета на прочность зубчатых передач
- •Глава 19. Редукторы
- •Глава 30. Муфты
- •Предисловие
- •Часть первая
- •1.2. Современные направления в развитии машиностроения
- •1.3. Требования к машинам и деталям
- •1.4. Надежность машин
- •1.5. Критерии работоспособности и расчета деталей машин
- •1.6. Проектировочный и проверочный расчеты
- •1.7 Основы триботехники узлов и деталей машин
- •Глава 2 Прочность при переменных напряжениях
- •2.1. Циклы напряжений в деталях машин
- •2.2. Усталость материалов деталей машин
- •2.3. Предел выносливости материалов
- •2.4. Местные напряжения в деталях машин
- •2.5. Коэффициенты запаса прочности
- •2.6. Контактная прочность деталей машин
- •Часть вторая
- •3.2. Достоинства, недостатки и применение клепаных соединений
- •3.3. Основные типы заклепок
- •3.4. Классификация клепаных швов
- •3.5. Краткие сведения о материалах клепаных соединений
- •3.6. Расчет на прочность клепаных соединений
- •3.7. Допускаемые напряжения для клепаных соединений
- •3.8. Коэффициент прочности клепаного соединения
- •3.9. Рекомендации по конструированию клепаных соединений
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4 Сварные, паяные и клееные соединения
- •4.1. Общие сведения о сварных соединениях
- •4.2. Основные типы и элементы сварных соединений
- •4.3. Расчет на прочность сварных соединений
- •4.4. Допускаемые напряжения для сварных швов
- •4.5. Рекомендации по конструированию сварных соединений
- •4.6. Паяные соединения
- •4.7. Клееные соединения
- •Глава 5 Соединения с натягом
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Расчет цилиндрических соединений с натягом
- •5.3. Рекомендации по конструированию соединений с натягом
- •Глава 6 Резьбовые соединения
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Геометрические параметры резьбы
- •6.3. Основные типы резьб
- •6.4. Способы изготовления резьб. Конструктивные формы резьбовых соединений
- •6.5. Стандартные крепежные детали
- •6.6. Силовые соотношения в винтовой паре
- •6.7. Момент завинчивания
- •6.8. Самоторможение и кпд винтовой пары
- •6.9. Способы стопорения резьбовых деталей
- •6.10. Классы прочности и материалы резьбовых деталей
- •6.11. Расчет резьбовых соединений на прочность
- •6.12. Распределение осевой силы по виткам резьбы гайки
- •Глава 7 Шпоночные соединения
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Разновидности шпоночных соединений
- •7.3. Расчет шпоночных соединений
- •7.4. Рекомендации по конструированию шпоночных соединений
- •Глава 8 Шлицевые соединения
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Разновидности шлицевых соединений
- •8.3. Расчет шлицевых соединений
- •8.4. Рекомендации по конструированию шлицевых соединений
- •Часть третья механические передачи Глава 9 Общие сведения о передачах
- •9.1. Назначение передач и их классификация
- •9.2. Основные кинематические и силовые соотношения в передачах
- •Глава 10 Фрикционные передачи
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Материалы катков
- •10.3. Виды разрушения рабочих поверхностей фрикционных катков
- •10.4. Цилиндрическая фрикционная передача
- •10.5. Вариаторы
- •10.6. Расчет на прочность и кпд фрикционных передач
- •Глава 11 Основные понятия о зубчатых передачах
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Основы теории зубчатого зацепления
- •11.3. Образование эвольвентного зацепления
- •11.4. Образование цилиндрического зубчатого колеса
- •11.5. Основы нарезания зубьев методом обкатки
- •11.6. Исходный контур зубьев зубчатой рейки
- •11.7. Изготовление зубчатых колес
- •11.8. Основные элементы и характеристики эвольвентного зацепления
- •11.9. Скольжение при взаимодействии зубьев
- •11.10. Влияние числа зубьев на форму и прочность зуба
- •11.11. Понятие о зубчатых передачах со смещением
- •11.12. Точность зубчатых передач
- •11.13. Смазывание и кпд зубчатых передач
- •11.14. Конструкции колес зубчатых передач
- •Глава 12 Основы расчета на прочность зубчатых передач
- •12.1. Материалы зубчатых колес
- •12.4. Расчетная нагрузка
- •12.5. Допускаемые напряжения
- •Глава 13 Цилиндрические прямозубые передачи внешнего зацепления
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Силы в зацеплении прямозубых передач
- •13.3. Общие сведения о расчете на прочность цилиндрических эвольвентных зубчатых передач
- •13.4. Расчет на контактную прочность
- •13.5. Расчет на изгиб
- •13.6. Последовательность расчета на прочность закрытых цилиндрических прямозубых передач
- •13.7. Расчет на прочность открытых цилиндрических передач
- •Глава 14 Цилиндрические косозубые передачи
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Эквивалентное колесо
- •14.3. Силы в зацеплении
- •14.4. Расчеты на прочность
- •14.5. Рекомендации по расчету на прочность закрытых косозубых цилиндрических передач
- •14.6. Шевронные цилиндрические передачи
- •14.7. Зубчатые передачи с зацеплением м. Л. Новикова
- •Глава 15 Конические зубчатые передачи
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Геометрия зацепления колес
- •15.3. Основные геометрические соотношения
- •15.4. Эквивалентное колесо
- •15.5. Силы в зацеплении
- •15.6. Расчет на контактную прочность
- •15.7. Расчет на изгиб
- •15.8. Рекомендации по расчету на прочность закрытых конических передач
- •15.9. Расчет на прочность открытых конических передач
- •Глава 16 Планетарные зубчатые передачи
- •16.1. Общие сведения
- •16.2. Передаточное число планетарных передач
- •16.3. Разновидности планетарных передач
- •16.4. Подбор чисел зубьев планетарных передач
- •16.5. Расчет на прочность планетарных передач
- •Глава 17 Волновые зубчатые передачи
- •17.1. Общие сведения
- •17.2. Основные конструктивные элементы волновых передач
- •17.3. Передаточное число волновых передач
- •Глава 18 Червячные передачи
- •18.1. Общие сведения
- •18.2. Классификация червячных передач
- •18.3. Изготовление червяков и червячных колес
- •18.4. Основные геометрические соотношения в червячной передаче
- •18.5. Скорость скольжения в передаче. Передаточное число
- •18.6. Силы в зацеплении
- •18.7. Материалы червячной пары
- •18.8. Виды разрушения зубьев червячных колес
- •18.9. Допускаемые напряжения для материалов венцов червячных колес
- •18.10. Расчет на прочность червячных передач
- •18.11. Кпд червячных передач
- •18.12. Рекомендации по расчету на прочность
- •18.13. Тепловой расчет
- •18.14. Конструктивные элементы червячной передачи
- •Глава 19 Редукторы
- •19.1. Общие сведения
- •19.2. Классификация редукторов
- •19.3. Зубчатые редукторы
- •Глава 20 Передача винт — гайка скольжения
- •20.1. Общие сведения
- •20.2. Расчет передачи винт — гайка скольжения
- •Глава 21 Передача винт — гайка качения (шариковинтовая передача)
- •21.1. Общие сведения
- •21.2. Расчет шариковинтовой передачи
- •Глава 22 Основные понятия о ременных передачах
- •22.1. Общие сведения
- •22.2. Основные геометрические соотношения ременных передач
- •4. Угол обхвата ремнем малого шкива
- •22.3. Силы в передаче
- •22.4. Скольжение ремня по шкивам. Передаточное число
- •22.5. Напряжения в ремне
- •22.6. Тяговая способность и кпд ременных передач
- •22.7. Долговечность ремня
- •22.8. Натяжение ремней
- •Глава 23 Передачи плоским ремнем
- •23.1. Общие сведения. Типы плоских ремней
- •23.2. Расчет передачи плоским ремнем
- •23.3. Шкивы передач плоским ремнем
- •23.4. Рекомендации по конструированию
- •Глава 24 Передачи клиновым и поликлиновым ремнями
- •24.1. Общие сведения. Типы клиновых и поликлиновых ремней
- •24.2. Расчет передачи клиновым и поликлиновым ремнями
- •24.3. Шкивы передач клиновым и поликлиновым ремнями
- •Глава 25 Передачи зубчатым ремнем
- •25.1. Общие сведения
- •25.2. Расчет передачи зубчатым ремнем
- •25.3. Шкивы передач зубчатым ремнем
- •Глава 26 Цепные передачи
- •26.1. Общие сведения
- •26.2. Приводные цепи
- •26.3. Звездочки
- •26.4. Передаточное число цепной передачи
- •26.5. Основные геометрические соотношения в цепных передачах
- •26.6. Силы в ветвях цепи
- •26.7. Расчет передачи роликовой (втулочной) цепью
- •26.8. Расчет передачи зубчатой цепью
- •26.9. Натяжение и смазывание цепи. Кпд цепных передач
- •26.10. Рекомендации по конструированию цепных переда*
- •Часть четвертая валы, оси, подшипники, муфты Глава 27 Валы и оси
- •27.1. Общие сведения
- •27.2. Конструктивные элементы. Материалы валов и осей
- •27.3. Критерии работоспособности валов и осей
- •27.4. Проектировочный расчет валов
- •27.5. Проверочный расчет валов
- •27.6. Расчет осей
- •27.7. Рекомендации по конструированию валов и осей
- •Глава 28 Подшипники скольжения
- •28.1. Общие сведения
- •28.2. Материалы вкладышей
- •28.3. Режимы смазки
- •28.4. Смазочные материалы
- •28.5. Виды разрушения вкладышей
- •28.6. Условный расчет подшипников скольжения
- •28.7. Работа вкладышей в условиях жидкостной смазки
- •28.8. Подвод смазочного материала. Кпд
- •28.9. Рекомендации по конструированию
- •Глава 29 Подшипники качения
- •29.1. Общие сведения
- •29.2. Классификация и условные обозначения подшипников качения
- •29.3. Основные типы подшипников качения и материалы деталей подшипников
- •29.4. Виды разрушения подшипников качения и критерии работоспособности
- •29.5. Расчет (подбор) подшипников качения на заданный ресурс
- •29.6. Расчет эквивалентной нагрузки при переменных режимах работы
- •29.8. Расчет (подбор) подшипников качения на статическую грузоподъемность
- •29.9. Особенности конструирования подшипниковых узлов
- •29.10. Смазывание подшипников качения. Кпд. Уплотнительные устройства.
- •29.11. Монтаж и демонтаж подшипников
- •Глава 30 Муфты зо.1 Общие сведения
- •30.2. Глухие муфты
- •30.3. Жесткие компенсирующие муфты
- •30.4. Упругие компенсирующие муфты
24.2. Расчет передачи клиновым и поликлиновым ремнями
Расчет клиновых и поликлиновых ремней ведут из условий тяговой способности и долговечности. В основу расчета положены те же предпосылки, что и при расчете передачи плоским ремнем.
Небольшое число стандартных сечений клиновых и поликлиновых ремней позволило для каждого сечения определить по кривым скольжения допускаемую приведенную мощность [Р]0, передаваемую одним клиновым ремнем или одним клином поликлинового ремня. Расчеты проводились для типовых передач, т. е. при угле обхвата а =180°, передаточном числе u=1, спокойной нагрузке и базовой длине ремня L0 (табл. 24.3...24.5).
Таблица 24.3. Допускаемая приведенная мощность [Р]0, кВт, передаваемая одним клиновым ремнем нормального сечения (выборка)
Обозначение сечения ремня |
Диаметр малого шкива d1, мм |
[Р]0, кВт, при скорости ремня v, м/с | |||||
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 | ||
Z |
63 |
0,49 |
0,82 |
1,03 |
1,11 |
|
|
(L„ = 800 мм) |
71 |
0,56 |
0,95 |
1,22 |
1,37 |
1,40 |
— |
|
80 |
0,62 |
1,07 |
1,41 |
1,60 |
1,65 |
— |
А |
90 |
0,84 |
1,39 |
1,75 |
1,88 |
— |
— |
(£„ = 1700 мм) |
100 |
0,95 |
1,60 |
2,07 |
2,31 |
2,29 |
— |
|
112 |
1,05 |
1,82 |
2,39 |
2,74 |
2,82 |
2,50 |
В |
125 |
1,39 |
2,26 |
2,80 |
— |
— |
— |
(£„ = 2240 мм) |
140 |
1,61 |
2,70 |
3,45 |
3,83 |
— |
— |
|
160 |
1,83 |
3,15 |
4,13 |
4,73 |
4,88 |
4,47 |
С |
200 |
2,77 |
4,59 |
5,80 |
6,33 |
— |
— |
(£„ = 3750 мм) |
224 |
3,15 |
5,25 |
6,95 |
7,86 |
7,95 |
7,06 |
|
280 |
3,48 |
6,02 |
7,94 |
9,18 |
9,60 |
9,05 |
Таблица 24.4. Допускаемая приведенная мощность [Р]0, кВт, передаваемая одним клиновым ремнем узкого сечения (выборка)
Обозначение сечения ремня |
Диаметр малого шкива d1, мм |
[Р]0, кВт, при скорости ремня v, м/с | ||||
5 |
10 |
20 |
30 |
40 | ||
SPZ |
63 |
0,95 |
1,50 |
1,85 |
|
|
(£„ = 1600 мм) |
71 |
1,18 |
1,95 |
2,73 |
— |
— |
|
80 |
1,38 |
2,34 |
3,50 |
— |
— |
SPA |
90 |
1,56 |
2,57 |
— |
— |
— |
(L„ = 2500 мм) |
100 |
1,89 |
3,15 |
— |
— |
— |
|
112 |
2,17 |
3,72 |
5,61 |
— |
— |
SPB |
140 |
2,95 |
5,00 |
— |
— |
— |
(/,„=3550 мм) |
160 |
3,45 |
5,98 |
9,10 |
— |
— |
|
180 |
3,80 |
6,70 |
10,60 |
11,50 |
— |
SPC |
250 |
6,05 |
10,60 |
16,60 |
17,10 |
— |
(/.„ = 5600 мм) |
280 |
6,60 |
11,50 |
18,70 |
20,70 |
— |
|
315 |
7,08 |
12,80 |
20,90 |
23,90 |
22,70 |
Таблица 24.5. Допускаемая приведенная мощность [Р]0, кВт, передаваемая одним клином поликлинового ремня (выборка)
Обозначение сечения ремня |
Диаметр малого шкива d1, мм |
[Р]0, кВт, при скорости ремня у, м/с | ||||
5 |
10 |
15 |
20 |
25 | ||
К |
50 |
0,17 |
0,29 |
0,40 |
0,47 |
0,53 |
(£„ = 710 мм) |
63 |
0,19 |
0,33 |
0,46 |
0,56 |
0,62 |
|
80 |
0,21 |
0,37 |
0,52 |
0,64 |
0,70 |
Л |
100 |
0,50 |
0,84 |
1,12 |
1,28 |
1,33 |
(£„= 1600 мм) |
112 |
0,55 |
0,95 |
1,27 |
1,47 |
1,53 |
|
125 |
0,59 |
1,04 |
1,39 |
1,63 |
1,70 |
М |
180 |
1,45 |
2,40 |
3,02 |
3,18 |
3,26 |
(£„ = 2240 мм) |
200 |
1,63 |
2,76 |
3,58 |
3,97 |
4,04 |
|
224 |
1,80 |
3,13 |
4,12 |
4,66 |
4,95 |
В реальных условиях эксплуатации допускаемая мощность [Р], передаваемая одним клиновым ремнем или одним клином:
где Са — коэффициент, учитывающий влияние угла а1 обхвата на тяговую способность ремня [определение а1 — см. формулу (22.5)]:
CL — коэффициент, учитывающий влияние длины ремня на долговечность в зависимости от отношения расчетной длины Lp ремня к базовой длине L0 (косвенно учитывает частоту пробегов ремня):
Сu — коэффициент передаточного числа и, учитывающий меньшие напряжения изгиба в ремне на большем шкиве:
Ср — коэффициент динамичности нагрузки и режима работы (см. табл. 23.2).
Передача клиновым ремнем хорошо работает при любом угле наклона к горизонту, поэтому коэффициент Св, применяемый в расчете передачи плоским ремнем, здесь в расчет не вводят.
Сечение ремня выбирают по графикам (рис. 24.2...24.4) в зависимости от передаваемой мощности Рх и частоты вращения л, меньшего шкива (ведущего вала).
Таблица 24.6. Рекомендуемые минимальные шачения диаметра </, меньшего шкива для передач клиновым ремнем (выборка)
Передача клиноным ремнем |
Диаметр d1, мм, меньшего шкива |
Вращающий момент Т1 H ■ м, на ведущем валу | |
Нормального сечения: |
|
|
|
А |
90 |
11... 70 |
|
В |
125 |
40... 120 |
|
С |
200 |
11О... 550 |
|
D |
315 |
450... 2000 |
|
Узкого сечения: |
|
|
|
SPZ |
63 |
< 150 |
|
SPA |
90 |
90... 400 |
|
SPB |
140 |
300... 2000 |
|
SPC |
224 |
> 1500 |
|
Таблица 24.7. Рекомендуемые минимальные значения диаметра d, меньшего шкива для передач поликлиновым ремнем (выборка)
Частота вращения пи мин-1 |
Значения диаметра d1, мм, при мощности P’1, кВт | ||||||||
0,6 |
1 |
1,7 |
2,8 |
4,5 |
7 |
10 |
14 |
20 | |
3000 1500 1000 <750 |
40 50 56 71 |
45 56 63 90 |
56 63 80 100 |
63 80 90 112 |
71 90 100 140 |
80 112 125 160 |
100 125 140 180 |
112 140 160 200 |
160 180 224 |
Рекомендуется применять полшешновые ремни с четным числом клиньев.
Для передач клиновым ремнем рекомендуется [z] < 10 из-за неодинаковой длины ремней и неравномерного поэтому их нагружения; для поликлиновых ремней [z] < 36 (сечение К) и [z] < 50 (сечения Л и М).
Межосевое расстояние. Для передачи клиновым ремнем определяют наименьшее и наибольшее значения межосевого расстояния.
Наименьшее значение amin межосевого расстояния вычисляют по формуле (22.4), подставляя вместо Lp значение 0,98Lp (при Lp <2 м) или 0,99 Lp (при Lp >2 м).
Наибольшее значение amin вычисляют по формуле (22.4), подставляя вместо Lp значение 1,055 Lp. Здесь Lp — расчетная длина ремня по табл. 24.1.
Сила предварительного натяжения ветвей, Н,
где Р1 — мощность на ведущем валу передачи, кВт; Ср и Са — см. выше; V—скорость ремня, м/с; z—число клиновых ремней в комплекте или
число
клиньев поликлинового ремня; qM
— масса
1 м клинового ремня или
одного клина поликлинового ремня, кг/м:
Средний ресурс Lhcp, ч, ремней в эксплуатации при среднем режиме работы для классов ремней I, II, III и IV соответственно составляет: 2000, 2500, 2700 и 3700. С учетом режима работы и климатических условий ресурс вычисляют по формуле
где К1 — коэффициент режима работы (см. примечание к табл. 23.2):
Режим работы Легкий Средний Тяжелый Очень тяжелый
К1 2,5 1,0 0,5 0,25
К2 — коэффициент климатических условий эксплуатации: для центральных и южных районов К2 = 1; для районов с холодным климатом К2 = 0,75.