2 Расчёт поликлино ремённой передачи

2.1 Определение основных параметров передачи

2.1.1 Условие работы передачи:

Передача расположена в горизонтальной плоскости; режим работы- лёгкий; работа односменная.

Исходные данные: Р₁ = 3 кВт; n₁=709 мин^-1; u_рем=4,87; γ=0⁰.

.

2.1.2 Расчётная передаваемая мощность

P = Р₁ ∙ С_р

где С_р – коэффициент динамической нагрузки и режима работы (таблица 2.3 [2]),

С_р = 1 ;

P = 3∙10³ ∙ 1 = 3 кВт

2.1.3 Сечение поликлинового ремня

По номограмме 2.3 [2] с учетом мощности Р₁ = 3 кВт и частоте вращения малого шкива n₁ = 709 мин^-1 выбираю тип ремня Л.

Основные параметры приводного поликлинового ремня (таблица 2.13 [2] ):

δ = 9,5 мм;h = 4,85 мм; t = 4,8 мм; y = 2,25 мм.

2.1.4 Расчётный диаметр ведущего шкива

d_Р1=(300…400) мм

Принимаю ближайшее стандартное значение d_Р1=112 мм (таблица 2.11(приложение 2) [2]) в соответствии с ГОСТ 20889-88.

2.1.5 Определяем диаметр ведомого шкива

d_р2 = d_р1 ∙ (1 – ε) ∙U=112∙(1-0,01) ∙4,87=540 мм

где ε – коэффициент относительного скольжения, ε = 0,01;

Принимаю ближайшее стандартное значение d_р2 = 560 мм (таблица 2.11 (приложение 2) [2]) в соответствии с ГОСТ 20889-88.

2.1.6 Фактическое передаточное отношение

U_ф = = 5,05

2.1.7 Разность фактического и заданного передаточных чисел

∆ = = -3%

2.1.8 Минимальное и максимальное межосевые расстояния

a_min = 0,7∙(d_р1 + d_р2) = 0,7∙(560 + 112) = 470,7 мм

а_мах = 2∙(d_р1 + d_р2) = 2∙(112 + 560) = 1344 мм

2.1.9 Предварительное межосевое расстояние

a_min<а'<а_мах

470,7<а'<1344 принимаю а'= 900 мм

2.1.10 Расчётная длина ремня

L = 2∙а + = 2∙900 + 0,5·3,14∙(560 + 112)+ =1800+1055,04+55,75=2910,79 мм

принимаю L = 2800 мм (таблица 2.12 (приложение 2) [2]);

2.1.11 Уточнённое межосевое расстояние

а = 0,25 ∙ [L - ] =

=0.25∙[2800- 842,7 мм

2.1.12 Угол обхвата ведущего шкива ремнём

α₁ = 180º - 57,3º ∙ =149,5º

α₁≥ 110º 149,5º ≥ 110º условие выполняется

2.1.13 Скорость ремня

= 4,16 м/с

2.1.14 Номинальная мощность, передаваемая одним клином

Допускаемая приведённая мощность P_о = 0,46 кВт (таблица 2.10 [2]).

2.1.15 Коэффициенты

- коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа

С_U=1+0,02· U_ф= 1+0,02·5,05=1,101 ;

- коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α₁ ремнём ведущего шкива на тяговую способность передачи

С_α=1- 0,0025·(180⁰- α₁)= 1- 0,0025·(180⁰- 149,5⁰)=0,924 ;

- коэффициент, учитывающий длину ремня ,С_L=1,06 (таблица 2.14 [2]) ;

- коэффициент , учитывающий число ремней, С_Z=1;

- коэффициент, учитывающий снижение изгибных напряжений на ведомом шкиве

.

2.1.16 Предварительное число клиньев

Z' = = 6,05 шт

2.1.17 Уточнённое число клиньев

Z шт

Принимаем 8 клиньев.

2.1.18 Предварительное натяжение ремня

F_о = 750 ∙ + 0,045 ∙ 4,16² = 74 Н

где M – масса 1 м ремня, определяется по таблице 2.13 [2] M = 0,045 кг .

2.1.19 Нагрузка на валы

F_b = (2∙F_o∙sin )∙Z = (2∙74∙sin )∙8= 1142 Н

2.1.20 Окружная сила, передаваемая комплектом поликлиновых ремней

F_t = = 90 Н

2.1.21 Силы натяжения ведущей ветви

F₁ = F_o +

F₁ = 74 + =119 Н

2.1.22 Силы натяжения ведомой ветви

F₂ = F_o -

F₂ = 74 - = 29 Н

2.1.23 Напряжение в ремне от силы натяжения ведущей ветви

= 3,4 МПа

где S – площадь поперечного сечения ремня, мм² , S = 35 мм².

2.1.24 Напряжение от изгиба на ведущем шкиве

где y – значение расстояния от нейтрального слоя до верхней поверхности клинового (таблица 2.13 [2]) , y = 2,25мм;

Е – модуль продольной упругости для материалов ремней, Е = 90 МПа;

= 3,62МПа

2.1.25 Напряжение от центробежных сил

σ_υ =

σ_υ = МПа

2.1.26 Максимальное напряжение в ремне

σ_мах = σ₁ + σ_и + σ_υ

σ_мах = 3,4 + 3,62 + 0,022 = 7,042 МПа

2.1.27 Число пробегов ремня

МПа

2.1.28 Предел выносливости материала ремня

Для поликлиновых σ_-1=9МПа

2.1.29 Долговечность ремня

ч.

2.2 Определение конструктивных размеров шкивов

Шкивы ременных передач при окружных скоростях до 30 м/с изготавливают литыми из чугуна СЧ15 (ГОСТ 1412-85) . Шкив состоит из обода, на который одевается ремень; ступицы, которой шкив устанавливается на вал; диск и спиц, соединяющих обод со ступицей.

Сечение ремня – Л (ГОСТ 20889-88)

∆ = 2,4мм; h = 4,68 мм; е = 4,8 мм; f = 5,5 мм; r = 0,5 мм; r₂= 0,5 мм ;для шкива

α = 40º;

2.2.1 Конструирование ведущего шкива

а) обод

- ширина

М = (К – 1) ∙ е + 2 ∙ f

М= (6 – 1) ∙ 4,8 + 2 ∙ 5,5 = 30 мм

- наружный диаметр шкивов

d_e1 = d_p - 2 ∙∆

d_e1=112-2∙2,4=107,2 мм, принимаю по Ra40 d_e1=110 мм

- толщина

δ = 1,6∙ h

δ = 1,6 ∙ 4,68 = 7,5 мм по Ra40 принимаю δ = 8 мм

б) диск

- толщина

С = (1,2…1,3) ∙ δ

С = (1,2…1,3) ∙ 8 = 9,6…10,4 по Ra40 принимаю С = 10 мм

- диаметр отверстий в диске d₀=30 мм

- число отверстий n=4

- внутренний диаметр обода

d_в = d_р – 2∙h-2∙ δ

d_в = 112 – 2∙4.68- 2∙8= 86.64 мм по Ra40 принимаю d_в = 88 мм

- диаметр центральной окружности

D₀=0.5∙(d_в+d_ст)

D₀=0.5∙(88+63)=75,5 мм;

в) ступица

- внутренний диаметр

Для ведущего шкива внутренний диаметр ступицы равен диаметру вала электродвигателя d_в1 = 32 мм

- внешний диаметр

- для чугунных шкивов

d_ст = 1,6 ∙ d_в + 10мм,

d_ст1 = 1,6 ∙ 32 +10 = 61,2 мм по Ra40 принимаюd_ст1 = 63 мм

- длина

l_ст1 = (1,2…1,3) ∙ d_в1

l_ст1 = (1,2…1,3) ∙ 32= 38,4…48 мм по Ra40 принимаю l_ст1 =45 мм

г) размеры шпоночного паза определяются по таблице 1.8 [3] в зависимости от диаметра вала, мм (ГОСТ 8788-68, СТ СЭВ 189-75)

ширина b= 10 мм; высота h=8 мм; глубина паза вала t₁=5 мм; глубина паза ступицы t₂=3,3 мм.

Острые кромки на концах ступицы и углах обода притупляются фасками, размеры которых завися от диаметра ступицы: с=2 мм; угол фаски 45⁰.

2.2.2 Конструирование ведомого шкива

а) обод

- ширина М = (К – 1) ∙ е + 2 ∙ f

М= (6 – 1) ∙ 4,8 + 2 ∙ 5,5 = 30 мм

- наружный диаметр шкивов

d_e1 = d_p - 2 ∙∆

d_e1=560-2∙2,4=555,2 мм

- толщина

δ = 1,6∙ h

δ = 1,6 ∙ 4,68 = 7,5 мм по Ra40 принимаю δ = 8 мм

б) ступица

- внутренний диаметр

Для ведомого шкива внутренний диаметр ступицы равен диаметру вала, на который насажен этот шкив d_в = 24 мм

- внешний диаметр

d_ст = 1,6 ∙ d_в + 10мм, - для чугунных шкивов

d_ст1 = 1,6 ∙ 24 +10 = 48,4 мм по Ra40 принимаюd_ст1 = 48 мм

- длина

Для ведомого шкива она равна длине конца вала

l_ст1 = 45 мм;

г) Расчёт спиц

Шкив выполняю с шестью спицами, т.к. диаметрболее 500 мм

Большая ось эллиптического сечения спицы у ступицы

h =

где Т – передаваемый шкивом вращающий момент, Н∙мм,

[σ_и] – допускаемое напряжение на изгиб для чугуна принимается [σ_и] = 30МПа

z – число спиц

h = 27 мм по Ra40 принимаю h = 28 мм

Меньшая ось у ступицы

а = 0,4 ∙ h

а = 0,4 ∙ 28 = 11,2 по Ra40 принимаю а = 11,5 мм

Большая и меньшая оси эллиптического сечения спицы у обода шкива определяются по выражениям

h₁ = 0,8 ∙ h

h₁ = 0,8 ∙ 28 = 22,4 мм по Ra40 принимаю h₁ = 22 мм

а₁ = 0,8 ∙ а

а₁ = 0,8 ∙ 11,5 = 9,2 мм по Ra40 принимаю а₁ = 10мм