Глава 2. Расчет ременных передач

Основными критериями работоспособности ременных передач являются:

тяговая способность и долговечность. По тяговой способности проводят проектный расчет передачи. В процессе расчета выбирают материал ремня и определяют геометрические параметры передачи. Расчет по долговечности выполняют как проверочный.

§ 2.1. Расчет плоскоременной передачи

Для выполнения расчета необходимы значения передаваемой мощности, частоты вращения ведущего шкива и передаточного отношения передачи.

1. Расчет начинают с выбора типа плоского ремня. В приводах сельскохозяйственных машин используются прорезиненные ремни с прокладками из технических тканей (хлопчатобумажных Б800 и Б820 и с добавлением синтетических нитей БКНЛ  65), связанными вулканизированной резиной, что повышает гибкость ремня, а прокладки из ткани обеспечивают достаточную прочность и долговечность.

2. Определяют диаметры шкивов.

По формуле М. А. Саверина диаметр ведущего шкива d₁ (рис. 2.1)

Рис. 2.1

, (2.1)

где T₁  крутящий момент на ведущем шкиве, Нм.

Значение d₁ выбирают из ряда диаметров: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1000.

Диаметр ведомого шкива:

(2.2),

где  коэффициент скольжения ремня.

Значение d₂ также выбирают из ряда диаметров.

Определяют фактическое значение передаточного отношения U_ф:

(2.3)

Отклонение фактического передаточного отношения от заданного

не должно превышать 5%.

2. Определяют скорость ремня V:

, (2.4)

где n₁  частота вращения ведущего шкива, мин^1.

2. Определяют минимальное межосевое расстояние передачи а _min:

(2.5)

Значение a_min для удобства дальнейших расчетов округляют до большего целого числа.

2. Определяют требуемую длину ремня L:

(2.6)

Полученное значение округляют до большего из ряда длин: 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1050, 1150, 1200, 1250, 1300, 1400,1450, 1500, 1600, 1700, 1800, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000.

2. Уточняют значение межосевого расстояния передачи a:

(2.7)

2. Угол обхвата ремнем меньшего шкива ₁:

(2.8)

8. Определяют окружное усилие: , (2.9)

где Р  передаваемая мощность, кВт.

9. Определяют размеры сечения ремня.

Ширина ремня b:

, (2.10)

где z = 2...4  число прокладок,

[p]  допускаемая удельная нагрузка с учетом условий работы, Н/мм,

(2.11)

где [р₀]  допускаемая удельная нагрузка, Н/мм, (табл. 2.2);

С_ - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона передачи к горизонту  ; при  = 0..60° С_ = 1,0; при  = 60...80⁰ С_ =0,9; при  = 80...90° С_ = 0,8;

С_ - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата ₁ (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Значения коэффициента С_

1, град.	110	120	130	140	150	160	170	180
С	0,79	0,82	0,85	0,88	0,91	0,94	0,97	1,0

C_V  коэффициент, учитывающий влияние скорости,

C_V = 1,04  0,0004V² (2.12)

С_p  коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки и режима работы:

при спокойной нагрузке и односменной работе С_p = 1;

при умеренных колебаниях С_Р = 0,9;

при значительных колебаниях С_р = 0,8;

при двухсменной работе уменьшить значение С_р на 0,1; при трехсменной на 0,2.

Окончательно значение b выбирают из ряда значений: 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60, (65), 70, 75, 80, 100, (115), (120), 125, 150, (175), 200, 225, 250и т. д. до 1200 мм.

Толщина ремня ,

где  толщина одной прокладки (табл. 2.2).

Таблица 2.2. Ремни плоские резинотканевые

Технические характеристики	Прокладки из ткани
	Б-820	БКНЛ
Допускаемая удельная нагрузка на прокладку, [р0], Н/мм	3	3
Расчетная толщина прокладки, мм	1,5	1,2
Число прокладок при ширине ремня ,b, мм
20...71	2.. .5	3...5
80…112	3...6	3...6
125. ..560	3...6	3...6

Проверяют соотношение: d_i/  35...40.

10. Сила предварительного натяжения ремня F₀:

(2.13)

где ₀  напряжение от предварительного натяжения ремня (начальное натяжение ремня): ₀ = 1,8 МПа  для прорезиненных ремней.

11. Нагрузка на валы и опоры F_b:

(2.14)

Пример расчета. Выполнить расчет плоскоременной передачи привода ленточного транспортера. Исходные данные для расчета: передаваемая мощность P = 3 кВт, частота вращения ведущего вала n = 1450 мин^1, передаточное отношение U = 2,1. Передача горизонтальная, нагрузка спокойная, работа односменная.

1. Расчет начинаем с выбора типа и материала плоского ремня. Предварительно выбираем прорезиненный ремень с прокладками из ткани Б820.

2. Определяем диаметр ведущего шкива, по фле (2.1)

;

крутящий момент на ведущем валу

.

Значение d₁ уточняем по ряду диаметров; принимаем d₁ = 160 мм. Диаметр ведомого шкива по фле (2.2): d₂ = d₁U(1- ) = 1602,1(1- 0,015) = 330,9 мм;

принимаем d₂ = 355 мм.

По фле (2.3) определяем фактическое значение передаточного отношения:

Отклонение , что допустимо.

3. Определяем скорость ремня по фле (2.4)

4. Определяем минимальное межосевое расстояние передачи по фле (2.5)

5. Требуемую длину ремня определяем по фле (2.6)

Принимаем L из нормального ряда длин, L = 3000 мм..

6. Уточняем межосевое расстояние по фле (2.7)

,

7. Угол обхвата ремнем меньшего шкива по фле (2.8)

.

8. Определяем окружное усилие по фле (2.9) .

9. Определяем размеры поперечного сечения ремня.

По фле (2.10) ширина ремня .

Предварительно назначаем число прокладок z = 3.

Допускаемую удельную нагрузку на одну прокладку определяем по табл. 2.2; [р₀] = 3 Н/мм.

Допускаемая удельная нагрузка с учетом условий работы по фле (2.11) [р] = [р₀] C_C_C_vC_p.

Значения поправочных коэффициентов определяем с учетом рекомендаций п. 9.

Для горизонтальной передачи C_ = l; по табл. 2.1 С_ = 97; С_v = 1,04  0,000412,14² = 0,98;

при спокойной нагрузке и односменной работе С_р = 1.

Допускаемая удельная нагрузка [р] = 310,970,981 = 2,852 Н/мм.

Ширина ремня:

.

Из нормального ряда значений ширины принимаем b = 30 мм.

Толщина одной прокладки по табл. 2.2 ₁ = 1,5 мм;

Толщина ремня .

Проверяем соотношение d₁/ =160/4,5 = 35,5, что допустимо.

10. Определяем силу предварительного натяжения ремня фла (2.13)

.

11 . Определяем нагрузку на валы, по фле (2.14)