9. Определяют корректирующий коэффициент с, учитывающий условия работы передачи:

С = C_α· C_v· C_p· C_θ · C_δ ,

где C_α – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата малого шкива на тяговую способность передачи:

C_α = 1 – 0,003 · (180° – ₁);

C_v – коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня:

C_v = 1,04 – 0,0004 · v².

C_p – коэффициент режима работы (табл. 7).

Таблица 7

Параметр	Характер нагрузки
	спокойная	умеренные колебания	значительные колебания	резкие колебания
Cp	1	0,9	0,8	0,7

Примечание: при двухсменной работе приведенные значения C_p следует уменьшить на 0,1; при трехсменной – на 0,2.

C_θ – коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и расположение передачи:

для передач с автоматическим натяжением С_θ = 1,

для передач с периодическим регулированием натяжения при наклоне линии центров к горизонту от 0 до 60 С_θ = 1,

то же, при наклоне свыше 60 до 80 С_θ = 0,9,

то же, при наклоне свыше 80 до 90 С_θ = 0,8;

C_δ – коэффициент, учитывающий условия сцепления ремня со шкивом:

кордшнуровые, резинотканевые и синтетические ремни C_δ = 1,0,

кожаные ремни C_δ = 1,6 – 15 ·  / D₁,

хлопчатобумажные ремни C_δ = 1,4 – 10 ·  / D₁.

10. Находят расчетную допускаемую нагрузку [р], н/мм, на единицу ширины ремня:

[р] = [р]₀ · C,

где [р]₀ – удельная допускаемая нагрузка, Н/мм, выбираемая в зависимости от условий работы и типа ремня по следующим рекомендациям:

для резинотканевых ремней из бельтинга 820, БКНЛ-62 и БКНЛ-62 при регулировке натяжения перемещением быстроходного вала и наклоне линии центров к горизонту более 60° значение [р]₀ принимают по табл. 8, если угол наклона не превышает 60° табличные значения [р]₀ следует увеличить в 1,08 раза; для передач с натяжным роликом табличные значения увеличивают в 1,18 раза; при автоматической регулировке натяжения в зависимости от передаваемой нагрузки табличные значения увеличивают в 1,32 раза;

Таблица 8

Число прокладок	Диаметр малого шкива, D1, мм	Удельная допускаемая нагрузка [р]0, Н/мм
три	125		7,1
	160		7,3
	≥ 200		7,5
четыре	180		10,2
	224		10,5
	≥ 280		10,7
пять	250		12,7
	315		13,0
	≥ 400		13,2

для резинотканевых ремней из синтетических тканей удельную допускаемую нагрузку [р]₀, Н/мм, принимают по табл. 9;

Таблица 9

Число прокладок	[р]0, Н/мм, для резинотканевых ремней из синтетических тканей
	ТА-150; ТК-150	ТК-200-2	ТА-300; ТК-300
три	30	39	60
четыре	40	52	80
пять	50	65	100

для синтетических ремней величина [р]₀ указана в табл. 10;

Таблица 10

Условия работы передачи	Толщина ремня, мм	Удельная допускаемая нагрузка [р]0, Н/мм
Периодическое регулирование при D1 / δ ≤ 80	0,8	4,8
	1,0	6,0
Автоматически поддерживаемое постоянное натяжение при D1 / δ > 80	0,8	6,8
	1,0	8,5
Автоматически поддерживаемое переменное натяжение при D1 / δ > 80	0,8	8,4
	1,0	10,5

для кордшнуровых ремней толщиной 2,8 мм [р]₀ = 1,5;

для кожаных ремней [р]₀ = 1,7 ·  ;

для хлопчатобумажных ремней [р]₀ = 1,5 ·  .

В двух последних формулах  – толщина ремня по соответствующему стандарту, мм.

11. Определяют требуемую ширину ремня b, мм:

.

Полученное значение округляют до ближайшего большего стандартного значения для принятого типа ремня (см. п. 1).

12. По стандартным значениям  и b определяют площадь поперечного сечения ремня А, мм²:

А =   b.

13. Находят силу предварительного натяжения ремня F₀, Н:

F₀ = А · ₀,

где ₀ – предварительное напряжение, МПа (табл. 11).

Таблица 11

Ремни	Условия работы передачи	Предварительное напряжение 0, МПа
Резинотканевые ремни из бельтинга 820, БКНЛ-62 и БКНЛ-62	Периодическая регулировка натяжения, наклон линии центров к горизонту более 60°	2,0
	Периодическая регулировка натяжения, наклон линии центров к горизонту не более 60°	2,25
	Автоматически поддерживаемое постоянное натяжение	2,5
	Автоматическая регулировка натяжения в зависимости от передаваемой нагрузки	3,0
Резинотканевые ремни из синтетических тканей	ТА-150; ТК-150	6,0
	ТК-200-2	7,5
	ТА-300; ТК-300	11,0
Синтетические	Периодическое регулирование при D1 / δ ≤ 80	5,0
	Автоматически поддерживаемое постоянное натяжение при D1 / δ > 80	7,5
	Автоматически поддерживаемое переменное натяжение при D1 / δ > 80	10,0
Кожаные		1,8
Хлопчатобумажные цельнотканые		1,8

14. Вычисляют нагрузку на вал малого шкива F_r, Н (без учета силы тяжести):

F_r = 2 · F_o · sin (α₁/2),

где α₁ – угол обхвата на малом шкиве (см. п. 5).

15. Шкивы для плоских ремней.

Шкив состоит из обода, на который надевают ремень, ступицы для установки шкива на вал и диска или спиц, соединяющих обод со ступицей. Внешняя поверхность обода шкива по ГОСТ 17383–73 может быть цилиндрической (рис. 3, а), сферической (рис. 3, б) или цилиндрической с конусами по краям (рис. 3, в). Сферические и конические поверхности предотвращают сход ремня со шкивов, возможный при некоторых погрешностях монтажа или при повышенной скорости ремня. Обычно сферическую или коническую форму придают большому шкиву, т.к. на его поверхности суммарное напряжение от изгиба в ремне меньше, чем на малом шкиве. Наружные диаметры шкивов стандартизованы (см. п. 2).

Шкивы передач плоскими ремнями могут быть изготовлены из чугуна, стали, легких сплавов или пластмасс (табл. 12).

Наибольшее распространение получили литые шкивы из серого чугуна, их применяют при окружных скоростях до 30 м/с, шкивы из модифицированного чугуна – до 45 м/с.

Стальные шкивы могут быть литыми, сварными или точеными. Стальное литье применяют при окружных скоростях до 45 м/с; сварные шкивы допускают скорость до 60 м/с.

Шкивы из алюминиевых сплавов имеют небольшую массу, их используют при скоростях до 100 м/с; малая плотность этих сплавов значительно снижает нагрузки от центробежных сил.

Неметаллические шкивы имеют малую массу, высокий коэффициент трения ремня о шкив, но теплопроводность и износостойкость у них ниже, чем у металлических шкивов.

Таблица 12

Максимальная скорость ремня, м/с	Материал
до 25	чугун СЧ 12, текстолит
до 30	чугун СЧ 15, СЧ 18
до 45	сталь 25 Л
до 60	сталь 30, сварные или сборные
до 80	легкие сплавы АЛ3, МЛ-5, литьё
до 100	легированные хромистые стали (поковка) или дюралюминий (литьё)

Ширину обода В, мм, шкива определяют по формуле:

В = (1,1…1,15) · b,

где b – ширина ремня по соответствующему стандарту (см. п. 1), мм,

и полученное значение округляют по данным табл. 13.

Таблица 13

Ширина ремня b, мм	Ширина обода шкива В, мм	Ширина ремня b, мм	Ширина обода шкива В, мм	Ширина ремня b, мм	Ширина обода шкива В, мм	Ширина ремня b, мм	Ширина обода шкива В, мм
32	40	71	80	140	160	290	315
40	50	90	100	180	200	315	355
50	60	112	125	200	224	355	400
63	71	125	140	221	250	400	450

Для шкивов с наружным диаметром до 355 мм выпуклость h, мм, (см. рис. 3 б и в) принимают по табл. 14, для шкивов диаметром более 355 мм – по табл. 15, учитывая также ширину обода В, мм (ГОСТ 17383–73).

Таблица 14

D, мм	40…112	125, 140	160…180	200…224	250,280	315,355
h, мм	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0

В высокоскоростных передачах (v  40 м/с) на рабочей поверхности обода выполняют кольцевые канавки, уменьшающие вероятность появления воздушной подушки между ремнем и шкивом.

Толщина обода:

чугунных шкивов _чуг = 0,02 · (D + 2В),

стальных шкивов _ст ≈ 0,8 · _чуг.

Толщина диска С = (1,2 …1,3) · .

Для снижения массы шкивов и удобства транспортировки в дисках выполняют 4…6 отверстий возможно большего диаметра [4].

Диски литых шкивов с диаметром D > 200 мм конструируют в виде конуса, что способствует лучшему отводу газов при заливке формы металлом, а также позволяет приблизить обод к опоре вала и уменьшить действующий на вал изгибающий момент.

Таблица 15

D, мм	Выпуклость h, мм, при ширине обода шкива В, мм
	≤125	140, 160	180, 200	224, 250	280, 315	355, 400	400
400, 450	1,0	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2
500, 560	1,0	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
630, 710	1,0	1,5	2,0	2,0	2,5	2,5	2,5
800, 900, 1000	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,0	3,0
1120, 1250	1,2	1,5	2,0	3,0	3,5	3,5	3,5
1400, 1600	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,0
1800	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0	5,0
2000	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0	6,0

Литые шкивы с диаметром D ≥ 300 мм выполняют со спицами. Число спиц z обычно от 4 до 8. При ширине обода свыше 300 мм спицы желательно располагать в два ряда. Сечение спиц – эллиптическое, с большой осью в плоскости вращения, переменное по длине. Отношение осей а : с = 0,4 …0,5. Спицы рассчитывают на изгиб, принимая в расчет 1/3 их числа. В этом случае момент сопротивления W, мм³, спиц, воспринимающих нагрузку:

.

Изгибающий момент , Н·м. Размер с, мм, в условном сечении на продолжение спицы до пересечения с диаметральной плоскостью:

,

здесь [σ]_и= 30…40 МПа – допускаемое напряжение изгиба; остальные величины определены ранее.

В месте соединения спицы с ободом размеры а и с следует уменьшить на 20%.

Диаметр ступицы:

чугунных шкивов d_ст = 1,65 d,

стальных шкивов d_ст = 1,55 d,

где d – диаметр вала, мм.

Длина ступицы ориентировочно l_ст = (1,2 …1,5) d. Окончательно величину l_ст принимают после расчёта шпоночного или шлицевого соединения.

Размеры С, d_ст, и l_ст после вычисления округляют до ближайших значений из ряда стандартных чисел (ГОСТ 6636–69).

У медленно вращающихся шкивов обрабатывают только рабочую поверхность и торцы обода, а также отверстие и торцы ступицы. У быстровращающихся шкивов для лучшей балансировки обрабатывают все поверхности. Балансируют шкивы обычно путем сверления отверстий на торцах обода.

Натяжные ролики конструируют по правилам конструирования шкивов. Диаметр ролика d_p = (0,8…1) · d_мин, где d_мин – минимальный рекомендуемый диаметр шкива для выбранного типа ремня.

Более подробные сведения о конструировании шкивов, натяжных устройств и закрывающих передачу кожухов содержатся в учебной и технической литературе [1, 3, 4].