13

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

ПередачА клиновыми ремнями

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторно-практическим занятиям для студентов,

изучающих дисциплины: «Механика», «Техническая

механика», «Детали машин и основы конструирования».

Новочеркасск

2003

УДК 621.85.052 (076.5)

ББК 34.42

Б 68

Рецензенты: д-р техн. наук С. О. Киреев,

д-р техн. наук Б. Г. Гасанов

Благовестный А. С., Мусиенко С. С.

Б 68 Передача клиновыми ремнями: Методические указания к лабораторно – практическим занятиям для студентов, изучающих дисциплины: «Механика», «Техническая механика», «Детали машин и основы конструирования» / Юж.- Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. – 12 с

Изложены основы расчета и конструирования ременных передач клиновыми ремнями, приведено достаточное количество справочного материала. Методические указания предназначены для студентов специальностей 0718, 0720, 0804, 1012, 1013, 1108, 1201, 1206, 1211, 1502, 1509, 1705, 1706, 1709, 2103, 2301, 2404, 2814, могут быть использованы при курсовом проектировании.

УДК 621.85.052 (076.5)

© Южно-Российский государственный

технический университет, 2003

© Благовестный А. С., Мусиенко С. С. 2003

Передачи клиновыми ремнями

Цель занятия: изучение методики расчета ременных передач клиновыми ремнями, ознакомление с действующей нормативно-технической документацией.

Оборудование и принадлежности: калькулятор для инженерных расчетов, линейка, карандаш.

Исходные данные для расчета:

передаваемая мощность на меньшем шкиве Р₁, кВт;

частота вращения меньшего шкива n₁, об/мин;

передаточное отношение u;

режим работы передачи.

1. Простейшая ременная передача клиновыми ремнями (рис. 1) состоит из двух шкивов с расчетными диаметрами d_р1 и d_р2, установленных на ведущем и ведомом валах, одного или нескольких работающих параллельно клиновых ремней, а также натяжного устройства. Клиновые ремни - прорезиненные, имеют сечение трапеце­идальной формы, рабочими являются боковые поверхности (рис. 2). В качестве несущего элемента у них применяют кордный шнур или несколько слоев кордной ткани. Расчетными диаметрами шкивов d_р1 и d_р2 являются диаметры расположения нейтрального слоя ремня шириной W_р (см. рис. 2) при изгибе [2, 3].

Скорости клиновых ремней нормального сечения обычно не превышают 25…30 м/с, узкие клиновые ремни могут работать при скоростях до 40 м/с [1].

Ремни нормального сечения выпускают типов: Z(О); А; B(Б); C(В); D(Г); E(Д); ЕО (Е); ремни узкого сечения – SPZ (УО); SPA (УА); SPB (УБ); (УВ).

Примечание: в скобках приведены обозначения ремней, выпускавшихся до 01. 01. 95 г.

Ремни типа Z(О) применяют для передаваемой мощности Р₁ до 2 кВт. Остальные типы сечения ремней выбирают по графикам. График для выбора

р емней нормального сечения типов А, B(Б) и C(В) показан на рис. 3, график для выбора ремней узкого сечения типов SPZ (УО), SPA (УА) - на рис. 4. Об­ласть применения каждого сечения расположена выше соответствующей линии и ограничена линией предыду­щего сечения. Более полные данные для выбора клиновых ремней приво­дятся в учебной и технической литературе [1, 3, 4].

2. После выбора типа сечения находят основные размеры ремня и минимальный диаметр малого шкива dmin, мм (табл. 1). При использовании

Рис 4

найденного значения d_min габариты передачи получаются минимальными, но увеличивается число параллельно работающих ремней.

Если нет ограничений по габаритам, для повышения долго­вечности ремня и улучшения условий работы передачи рекоменду­ется принимать расчетный диаметр малого шкива d_р1, увеличив d _min на одну - две ступени из ряда: 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000 мм.

Диаметр большого шкива d_p2, мм, определяют по формуле:

d_р2 = d_р1· u

и округляют полученную величину до ближайшего значения из приведенного выше ряда. Затем уточняют передаточное отношение:

u = d_р2 / [d_р1 · (1 – ε)],

где ε - коэффициент скольжения, ε = 0,01...0,02.

Допускаемое отклонение действительного значения переда­точного отношения от первоначально заданной величины обычно составляет ± 4% [3].

Таблица 1

Размеры приводных клиновых ремней и минимальные диаметры шкивов

Тип ремня	Обозначение сечения	Размеры сечения, мм			Площадь сечения A, мм2	Предельные расчетные длины, Lр, мм	Коэффициент , Н·с2/м2	dmin, мм
		Wp	W	T
Нормального сечения	Z(О)	8,5	10	6,0	47	400…3150	0,06	63
	А	11	13	8,0	81	500…4500	0,10	90
	B(Б)	14	17	11,0	138	630…6300	0,18	125
	C(В)	19	22	14,0	230	1800…10000	0,30	200
Узкого сечения	SPZ(УО)	8,5	10	8	56	630…3550	0,07	63
	SPA(УА)	11	13	10	93	800…4500	0,12	90

3. Находят скорость ремня v, м/с:

v = π · n₁· d_p1 / (10 ³ · 60).

4. Определяют минимальную величину межосевого расстояния а_мин, мм:

a_мин = 0,55 · (d_р1 + d_р2) + T,

где T - высота ремня, мм (см. табл. 1).

Оптимальное межосевое расстояние в зависимости от переда­точного отношения u и диаметра d_p2 из условия обеспечения не­обходимого угла обхвата α₁ на малом шкиве принимают, ру­ководствуясь следующими данными:

u 1 2 3 4 5 6...9

a 1,5d_p2 1,2d_p2 d_p2 0,95d_p2 0,9d_p2 0,85d_p2 .

Затем рассчитывают длину ремня L_р, мм:

L_р = 2a + π · (d_p1 + d_p2) / 2 + (d_p2 – d_p1)² / (4a)

и сравнивают ее с минимально допустимой по условию обеспечения долговечности ремня:

L _{р min} ≥ 10 ³ · v / i_max ,

где i_max - частота пробега ремня в секунду; для клиновых ремней нормальных сечений Z(О), А, B(Б), C(B) рекомендуется принимать i_max = 20…30, для ремней узких сечений i_max = 30.

Если полученная величина L_p не удовлетворяет последнему соотношению, ее увеличивают до L _{р min}. Затем длину ремня округляют до ближайшего стандартного значения из ряда: 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10000 мм.

По выбранной окончательно длине ремня находят действи­тельное межосевое расстояние [2]:

a = 0,25 · [L_р – Δ₁ + ],

где Δ₁ = 0,5 · π · (d_p1 + d_p2);

Δ₂ = 0,25 · (d_p2 – d_p1)².

Если натяжение ремня осуществляется перемещением быстроходного вала передачи, следует предусмотреть воз­можность уменьшения межосевого расстояния на 2% при длине рем­ня до 2 м и на 1% при длине ремня более 2 м для установки и замены ремня. Для компенсации отклонений от номинала по длине ремня и его удлинения при эксплуатации передачи предусматривают воз­можность увеличения межосевого расстояния на 5,5% [4]. Указан­ные изменения межосевого расстояния осуществляют натяжным устройством.

При использовании натяжных роликов изменять межосевое расстояние передачи для замены ремня и регулировки натяжения не требуется.

5. Находят угол обхвата α₁, град, (см. рис. 1) на малом шкиве:

α₁ = 180° – 57,3° · (d_p2 – d_p1) / a .

При u < 7 рекомендуется принимать α₁ ≥ 120°, при u = 7...10 допускается принимать α₁ ≥ 90°.

6. Определяют допускаемую мощность P_р, кВт, передаваемую одним ремнем в реальных условиях:

P_p = P_o· C_α· C_L· C_u / C_p,

где P_o - номинальная мощность, передаваемая одним ремнем типовой передачи при u = 1, α = 180º, спокойной нагрузке, базо­вой длине ремня L₀ и среднем ресурсе Т_{р (ср)} = 2000 ч (рис. 5);

C_α - коэффициент угла обхвата:

α₁,° 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

C_α 0,56 0,62 0,68 0,73 0,78 0,82 0,86 0,89 0,92 0,95 0,98 1,0;

C_L - коэффициент длины ремня (табл. 2);

Таблица 2

Коэффициент C_L

Lр / L0	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	2,0	2,11
Ремни нормального сечения	0,79	0,82	0,86	0,89	0,95	1,0	1,04	1,07	1,10	1,15	1,20
Ремни узкого сечения	0,8	0,85	0,89	0,91	0,96	1,0	1,03	1,06	1,08	1,12	1,15

Рис. 5

C_u - коэффициент передаточного отношения, учитывающий уменьшение напряжения изгиба на большом шкиве:

u 1 1,1 1,2 1,4 1,8 ≥2,5

C_u 1 1,04 1,07 1,1 1,12 1,14 ;

C_p - коэффициент режима работы передачи,

C_p = C_p1 · C_p2 ;

C_p1 -коэффициент режима при односменной работе (табл. 3);

Таблица 3

Коэффициент режима C_p1 и коэффициент режима нагрузки К₁

Параметры	Характер нагрузки
	спокойная	умеренные колебания	значительные колебания	ударная
Cp1	1,0…1,2	1,1…1,3	1,2…1,4	1,3…1,5
К1	2,5	1,0	0,5	0,25

Примечание: Большие значения C_p1 для приводов от поршневых двигателей и электродвигателей переменного тока с повышенным пусковым моментом.

С_р2 - коэффициент сменности: при односменной работе С_р2 =1, при двухсменной работе С_р2 = 1,15, при трехсменной С_р2 = 1,30.