4.11 Проверяем зубья колес на напряжение изгиба

Для колеса:

σ_F2 = Y_F2 * Y_β * * К_Fα * K_Fβ * K_Fv (4.24)

Для шестерни:

σ_F1 = σ_F2 * (4.25)

где

К_Fα – коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых колес К_Fα = 1;

K_Fβ – коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, K_Fβ = 1;

Y_F1 и Y_F2 – коэффициент формы зуба шестерни и колеса по таблице 2.5 [3] принимаем для колеса Y_F1 = 3,62 при z₂ = 170, и Y_F2 = 3,66 при z₁ = 43;

Y_β – коэффициент учитывающий наклон зуба, для прямозубых колес Y_β = 1;

K_Fv – коэффициент динамической нагрузки, K_Fv = 1,4.

тогда

- по формуле 4.24 проверяем зубья колеса по напряжениям изгиба

σ_F2 = = 230,2 Н/мм²

- по формуле 4.25 проверяем зубья шестерни по напряжению изгиба

σ_F1 = = 227,7 Н/мм²

При проверочном расчете σ_F значительно меньше [σ_F], это допустимо.

5. Расчет открытой поликлиноременной передачи

5.1 Выбираем сечения ремня.

Определяем расчетный момент по быстроходному валу:

T_1p = (5.1)

где

К_р – коэффициент режима работы, при работе в две смены К_р = 0,8.

T_1p == 33,4 Н·м

При значении момента 33,4Н·м в соответствии с рекомендацией [2] принимаем ремень сечения Л.

5.2 Диаметр ведущего шкива определяем по формуле:

d₁ = 3 (5.2)

d₁ = 3 = 96,6 мм.

По таблице 7.14 [2] принимаем диаметр ведущего шкива d₁ = 100 мм.

5.3 Определяем диаметр ведомого шкива по формуле

d₂ = d₁ * U_p (1 - ε) (5.3)

где ε – коэффициент скольжения, ε = 0,01…0,02, принимаем ε = 0,02,

d₂ = 100 * 4,2 (1 – 0,02) = 411,6

По таблице 7.14 [2] принимаем диаметр ведомого шкива d₂ = 400 мм.

5.4 Определяем фактическое передаточное число:

U_ф = (5.4)

U_ф = = 4,1

Проверяем его отклонения от заданного:

ΔU = * 100% ≤ 3% (5.5)

ΔU = * 100% = 2,38% ≤ 3%

Отклонения в пределах нормы.

5.5 Определяем ориентировочное межосевое расстояние:

а ≥ 0,55 (d₁ + d₂) +h(Н) (5.6)

где h(Н) – высота сечения поликлинового ремня, по таблице К31 [1] для поликлинового ремня сечения Л - Н = 9,5 мм.

тогда:

а ≥ 0,55 (100 + 400) + 9,5 = 284,5 мм.

5.6 Определяем расчетную длину ремня:

l = (5.7)

l = = 569 + 785 + 79 = 1433 мм

По таблице К31 [1] принимаем длину ремня L = 1400 мм.

5.7 Уточняем межосевое расстояние:

а = (5.8)

a= =

=0,125(1230+890)=285

5.8 Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива

α₁ = (5.8)

α₁ =

5.9 Определяем скорость ремня по формуле

v =≤ [v] (5.9)

где [v] – допускаемая скорость для поликлиновых ремней [v] = 40 м/с

тогда

v = = 7,48 м/с < 40 м/с

5.10 Определяем частоту пробегов ремня по формуле

U = ≤ [U] (5.10)

где

[U] – допускаемая частота пробегов, [U] = 30 с^-1

тогда

U = = 5,34 с^-1 < 30 c^-1

5.11 Определяем допускаемую мощность, передаваемую поликлиновым ремнем с десятью клиньями по формуле:

[P_n] = [P_o] * C_p * C_α * C_l (5.11)

где

[P_o] – допускаемая приведенная мощность, передаваемая поликлиновым ремнем с десятью клиньями, выбираем из таблицы 5.5 [1] [P_o] = 5 кВт;

C_p – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы, при нагрузки с умеренными колебаниями и двухсменной работе принимаем по таблице 5.2 [1] C_p = 0,8;

C_α – коэффициент угла обхвата на меньшем шкиве для поликлиновых ремней при α= по таблице 5.2 [1] принимаем C_α = 0,83;

C_l – коэффициент влияния отношений расчетной длины ремня к базовой, при отношении l_p/l₀ = 0,9 для поликлиновых ремней по таблице 5.2 [1] принимаем C_l = 0,98.

тогда

[P_n] = 5 * 0,8 * 0,83 * 0,98 = 3,2 кВт.

5.12 Определяем число клиньев поликлинового ремня по формуле

z = (5.12)

где

Р_ном – номинальная мощность двигателя, Р_ном = 4 кВт;

[P_n] – допускаемая мощность передаваемая ремнями, [P_n] = 3,2 кВт

Z = = 11,4

По таблице К31 [1] принимаем число клиньев поликлинового ремня z = 12.

5. 13 Определяем силу предварительного напряжения поликлинового ремня по формуле:

F₀ = (5.13)

F₀ = = 670,8 Н

5.14 Определяем окружную силу, передаваемую поликлиновым ремнем по формуле:

= (5.14)

= = 534,7 Н

5.15 Определяем силы напряжений ведущего и ведомого ветвей поликлинового ремня

F₁ = F₀ + (5.15)

F₂ = F₀ - (5.16)

F₁ = 670,8 + = 938,1 Н

F₂ = 670,8 - = 403,4 Н

5.16 Определяем силу давления поликлиновым ремнем на вал по формуле:

F_оп = 2 * F_o * (5.17)

F_оп = = 1161,8 H

5.17 Проверим прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви

σ_max = σ₁ + + σ_v ≤ [σ]_p (5.18)

где σ₁ – напряжение растяжения в поликлиновом ремне определяется по формуле:

σ₁ = (5.19)

где А- площадь поперечного сечения ремня, мм²

А = 0,5b(2Н - h) (5.20)

А = 0,5 * 57,6 (2 * 9,5 – 4,85) = 407,5 мм²

тогда

σ₁ = = 1,6 + 0,66 = 2,26 Н/мм²

– напряжение изгиба в поликлиновом ремне. Определяется по формуле:

σ_и = (5.21)

где

Е_и – модуль продольной упругости при изгибе для прорезиненных ремней. Е_n=80…100 Н/мм², принимаем Е_n = 80 Н/мм².

тогда

σ_и = 80 * = 7,6

– напряжение от центробежных сил. Определяется по формуле:

σ_v = (5.22)

где ρ – плотность материала ремня, для поликлиновых ремней ρ = 1250…1400 кг/мм², принимаем ρ = 1250 кг/мм².

тогда

σ_v = 1250 * 7,48² * 10^-6 = 0,07 Н/мм²

[σ]_p – допускаемое напряжение растяжения, для поликлиновых ремней [σ]_p=10 Н/мм².

Тогда по формуле 5.18 проверяем прочность ремня:

σ_max = 2,26 + 7,6 + 0,07 = 9,93 Н/мм² < 10Н/мм²

Условия прочности выполняются.