2.4 Угловые скорости валов привода

(2.7)

(2.8)

где – угловые скорости соответственно 1-го, 2-го и 3-го валов, с^-1

2.5 Мощность на валах привода

(2.9)

(2.10)

(2.11)

где – мощность на 1-м, 2-м и 3-м валу соответственно, с^-1

2.6 Вращающие моменты на валах привода

(2.12)

(2.13)

(2.14)

где вращающие моменты на 1-м, 2-м и 3-м валу соответственно,

Полученные данные сведём в таблицу 2.1 представленную ниже.

Таблица 2.1- Результаты расчета привода галтовочного барабана

Номер вала привода	Частота вращения вала n,	Угловая скорость вала , рад/с	Мощность на валу Р, кВт	Вращающий момент на валу T, Н м
1	709	74,21	2,73	36,79
2	238,72	25,00	2,58	103,2
3	47,74	5,00	2,40	480

3 Расчет клиноременной передачи

Исходные данные:

• P₁ = 2,73 кВт;

• P₂ = 2,58 кВт;

• ω₁ = 74,21 с^-1;

• ω₂ = 25,00 с^-1;

Условия эксплуатации:

1. Угол наклона передачи ;

2. Характер нагрузки – спокойная, без толчков;

3. Работа в одну смену.

3.1 Частота вращение малого и большого шкивов:

где – частота вращения малого и большого шкивов соответственно, мин^-1

3.2 Расчетная передовая мощность

где – расчётная передаваемая мощность, кВт;

– коэффициент динамической нагрузки и режима работы;

кВт

3.3 Определить сечение клинового ремня

По монограмме (рис. 2.6 [1]) определяем сечение клинового ремня. В нашем случае сечение B. Из табл. 2.3 [1] выписываем характеристики данного ремня:

W_p = 14,0 мм;

W = 17,0 мм;

T = 11,0 мм;

y = 4,6 мм;

S = 138 мм²;

d_p1min = 125 мм;

m_n = 0,18 кг;

d_p = 180 мм;

3.4 Определить передаточное отношение

где – передаточное отношение;

3.5 Расчетный диаметр большего шкива

,

где - коэффициент относительного скольжения, для клиноременных и поли-клиноременных передач = 0,01;

– расчётный диаметр большего шкива, мм;

Принимается ближайшее стандартное значение (стр. 34 [1]).

3.6 Фактическое передаточное отношение

где – фактическое передаточное отношение;

3.7 Минимальное межосевое расстояние

где – минимальное межосевое расстояние, мм;

3.8 Максимальное межосевое расстояние

где – минимальное межосевое расстояние, мм;

Из условия принимается межосевое расстояние .

3.9 Расчетная длина ремня

где – расчётная длина ремня, мм;

Принимаем стандартную длину ремня l = 2800 мм (стр. 34 [1]).

3.10 Фактическое межосевое расстояние

где – фактическое межосевое расстояние, мм;

+

3.11 Угол обхвата ремнем малого шкива

где – угол обхвата ремнём малого шкива, град;

3.12 Определить скорость ремня

где – скорость ремня, м/с;

n₁ – частота вращения меньшего шкива, мин ^-1;

3.13 Номинальная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем

Для клиноременной передачи номинальная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, определяется из табл. 2.9 [1].

P₀ = 2,5 кВт.

3.14 Расчетное число клиновых ремней

(3.12)

где – расчетное число клиновых ремней необходимое для передачи мощности, шт.

С_a – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α₁ ремнем малого шкива, определяется по табл. 2.7 [1]. С_a = 0,92;

C_K – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче, табл. 2.11 [1];

C_L – коэффициент, учитывающий отношение длины клинового ремня L_p к базовой длине L₀, определяется по табл. 2.12 [1], С_L = 1,05.

Для определения С_К определяем ожидаемое количество ремней:

С_К = 0,80;

3.15 Начальное натяжение ветви одного клинового ремня

где – начальное натяжение ветви одного клинового ремня c закрепленными центрами шкивов, Н;

3.16 Окружная сила, передаваемая комплектом клиновых ремней

где – Окружная сила, передаваемая комплектом клиновых ремней, Н;

3.17 Силы натяжения ведущей и ведомой ветвей, одного клинового ремня

где – силы натяжения соответственно ведущей и ведомой ветвей, одного клинового ремня, Н;

3.18 Сила давления на вал

где –сила давления на вал, Н;

3.19 Напряжение в ремне от силы натяжения ведущей ветви

где – напряжение в ремне от силы натяжения ведущей ветви, Мпа;

– площадь сечения клинового ремня, мм²;

3.22 Напряжение в ремне от центробежных сил

где – напряжение в ремне от центробежных сил, Мпа;

ρ = 1100…1200 кг/м³;

3.23 Напряжение в ремне от его изгиба на меньшем шкиве

где y – расстояние от нейтрального слоя до верхней поверхности клинового ремня, из табл. 2.3 [1]. y = 3,1 мм;

Е_и – модуль упругости для материалов ремней Е_и = 80 …100 МПа;

3.24 Максимальное напряжение в ремне

где – максимальное напряжение в ремне, Мпа;

Прочность обеспечена, так как выполнено условие

3.25 Частота пробега ремня

где – частота пробега ремня, с^-1;

L_p – принятая стандартная длина ремня, мм;

Условие долговечности обеспечено, т. к. выполнено условие

Таблица 3.1 – Результаты расчета параметров клиноременной передачи

Параметр	Обозначение	Ед.из-мере-ния	Зна-чение	Параметр	Обо-значе-ние	Ед. из-мере-ния	Зна-чение
Тип ремня		–	B	Начальное натяжение ремня	F0	Н	183,50
Передаточное отношение	i	–	2,97	Окружная сила, передаваемая комплектом ремней	Ft	Н	408,68
Диаметр ведущего шкива	dpl	мм	180	Сила давления на валы	Fn	Н	713,71
Диаметр ведомого шкива	dp2	мм	560	Угол обхвата ремнем меньшего шкива	α1	…о	153
Длина ремня	Lp	мм	2800	Частота пробегов ремня	λ	с-1	2,38
Межосевое расстояние	a	мм	796	Сила натяжения ведущей ветви ремня	F1	Н	285,67
Скорость ремня	v	м/с	6,68	Сила натяжения ведомой ветви ремня	F2	Н	81,33
Число ремней	K	шт	2	Максимальное напряжение в ремне	σmax	МПа	6,72

4 Конструирование шкивов

Рисунок 4.1 – Конструкция шкива клиноременной передачи

4.1 Исходные данные для конструирования шкивов

Размеры канавок шкивов для приводных клиновых ремней нормальных сечений (ГОСТ 20889-88) берём из табл. 2.17 [1].

• W_p = 14,0 мм;

• b = 4,2 мм;

• h = 10,8 мм;

• e = 19,0 ± 0,4 мм;

• f = 12,5 (-1…+2) мм ;

• r = 1,0 мм;

• α₁ = 36

• α₂ = 40

4.2 Ширина обода шкива

(4.1)

где – ширина обода шкива, мм;

K – число ремней или клиньев в передаче, шт;

4.3 Наружные диаметры шкивов

(4.2)

(4.3)

где – наружные диаметры соответственно ведущего и ведомого шкивов, мм;

;

4.4 Наружная ширина канавки шкива клиноременной передачи

Рисунок 4.2 – Размеры канавок шкивов клиноременной передачи

(4.4)

где – наружная ширина канавки шкива клиноременной передачи, мм;

ведущий:

ведомый:

4.5 Толщина обода для шкивов

(4.5)

где – толщина обода для шкивов, мм;

4.6 Определяем внутренний диаметр ступиц

Для ведущего шкива размеры d₁ и l₁ берем из табл. 1.1 [1], так как ступица этого шкива посажена на вал электродвигателя.

• d₁ = 32 мм;

• l₁ = 80 мм;

(4.6)

где –внутренний диаметр ступицы ведомого шкива, мм;

T – передаваемый валом вращающий момент, T = 81,56 Н м;

[τ_кр] – допускаемое напряжение, [τ_кр] = 45 МПа;

Принимаем стандартные значения d₂ и l₂:

4.7 Диаметр ступицы

(4.7)

где – диаметр ступицы соответственно ведущего и ведомого шкивов, мм;

4.8 Определение размеров шпоночных пазов в ступицах

По табл. 12.1 [1] определяем ширину сечения шпонок и глубину призматических шпонок в ступицах:

Ведущий шкив: b = 10 мм; t₂ = 3,3 мм;

Ведомый шкив: b = 8 мм; t₂ = 3,3 мм.

5 Расчет косозубой закрытой цилиндрической забчатой передачи

Рисунок 5.1 – Зубчатая косозубая цилиндрическая передача

5.1 Исходные данные

1. Вращающий момент на ведомом валу передачи T₂ = 480 Н м;

2. Передаточное число зубчатой передачи U = 5;

3. Условие эксплуатации: нагрузка спокойная, без толчков, передача нереверсивная, работа в одну смену.

4. Применяемый материал – сталь 45

5. Термообработка – нормализованная;

6. Твердость шестерни 205 НВ;

7. Твердость колеса 180 НВ.

5.2 Определить допуск напряжений при расчете на контактную усталостную прочность

(5.1)

где – предел выносливости зубьев при контактном напряжении, МПа;

(5.2)

где – твёрдость шестерни и колеса соответственно;

• для шестерни:

• для колеса:

S_H – коэффициент безопасности, S_H = 1,1;

K_HL – коэффициент долговечности

Подставляем полученные данные в формулу 5.1:

• для шестерни

• для колеса

Эквивалентное допускаемое напряжение МПа, определяем по формуле:

(5.3)