Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальная металлургическая академия Украины

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

ДЕТАЛИ МАШИН В ПРИМЕРАХ РАСЧЕТОВ.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

6.48 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1412 13 14 > Следующая >>>

Тема 11 ременные передачи

Пример расчета 11.1 Рассчитать передачу от электродвигателя к коробке скоростей токарного станка с обеспечением минимальных размеров передачи.

Рис.11.1.Схема ременной передачи

ощность электродвигателя Р_эд.=3кВт. Частота вращения электродвигателя n_эд.=1410 мин^-1. Частота вращения ведомого вала n₂=700 мин^-1

Работа односменная.

РЕШЕНИЕ

1.Выбор профиля ремня и диаметра ведущего шкива. Наибольшее распространение

получили узкие клиновые ремни. Номинальный вращающий момент, развиваемый на быстроходном шкиве

Нм

По таблице 1 принимаем профиль УD и диаметр шкива d₁=63 мм.

Таблица №1

Основные параметры клиновых ремней

Тип ремня	Обозначение сечения	А, мм²	Предельные расчетные длины, мм	d_min,мм	Т_1, Нм
Клиновые узкие по ТУ 38-105161-84	УО	56	630-3550	63	<150
	УА	93	800-4500	90	90-400
	УБ	159	1250-8000	140	300-2000
	УВ	278	2000-8000	224	>1500

Примечание. Т₁- вращающий момент на малом шкиве, А- площадь поперечного сечения ремня.

2.Проверка скорости ремня

м/с

Скорость ремня не превышает допустимую, равную 40 м/с.

3.Выбор диаметра ведомого шкива

мм

4.Межосевое расстояние (оптимальное) определяем по формуле

a=1,2d₂=1,2·125=150 мм

u	1	2	3	4	5	≥6
a/d₂	1,5	1,2	1	0,95	0,9	0,85

5.Определение длины ремня, мм.

Округляем длину ремня до стандартного ближайшего значения по ряду длин ремней, совпадающему с рядом нормальных линейных размеров.Ra20. принимаем L=630 мм. По таблице 11.1 проверяем соответствие принятого значения диапазону длин ремней профиля УО.

6.Уточняем межосевое расстояние

7.Определяем мощность, передаваемую одним ремнем в типовых условиях по рис.2. Р₀=1 кВт.

8.Определение мощности, передаваемое одним ремнем в реальных условиях

[P₁]=P_0·C_α C_p C_L C_u

Угол охвата малого шкива

α=180⁰-2Δ/2·57,3=158,4º и C_α=1,24(1-e^-d/110)=0,946

Коэффициент режима работы C_pпри односменной работе равен 1, при двухсменной –0,87, при трехсменной –0,72. C_p=1.

Коэффициент длины ремня C_L=
.

По рис.2.L_о=1600 мм.

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

В данном случае C_u=1,13. Тогда

[ P₁]=1·0,946·1·0,856·1,13=0,92 кВт.

Определение потребного числа ремней

где C_Z принимаем 0,95 при числе ремней 2…3, при Z=4…9 C_Z=0,9.

C_Z=0,85 при Z>6.

Округляем Z=4

Силы действующие на валы.

Напряжения от предварительного натяжения σ_о для узких клиновых ремней принимают 3Мпа, площадь сечения А находим по таблице 14.1.

Сила предварительного натяжения

F_о=σ_оА=3·56=168 Н

Сила действующая на валы

F_Σ=2F_о·Z·cosγ/2=1650H

Рис. 2.Мощность, передаваемая одним клиновым ремнем в типовых условиях

гол между ветвями ремня

Пример расчета 11.2. Рассчитать клиноременную передачу, установленную в системе привода от двигателя внутреннего сгорания к ленточному транспортеру: P₁=8 кВт, n₁=1240 мин^-1, i≈3,5. Натяжение ремня периодическое, желательны малые габариты.

Решение. 1: По графику рис. 12.23 рекомендуют сечение ремня Б.

2. По графику рис. 12.26, учитывая условие задания по габаритам и рекомендацию (12.31), принимаем d_р1=160мм и находим Р₀≈3,4кВт.

3: Рассчитываем геометрические параметры передачи d_p₂≈d_р1i /=160·3,5=560 мм, что соответствует стандартному значению (см. выше). При согласовании φ допускают отклонение i до ±4%, если нет других указаний в задании.

По рекомендации [формула (12.29)] предварительно принимаем а'≈d_р2=560мм. По формуле (12.6),

≈2·560+0,5π(560+160)+(560-160)²/(4-560)=2322 мм.

По табл. 12.2 принимаем l_р=2500 мм. По формуле (12.7) уточняем

мм.

По формуле (12.5), α=180—57(560—160)/654=145°— в допускаемых пределах [см. рекомендации (12.29)].

4. По формуле (12.28) определяем мощность Р_p, передаваемую одним ремнем. Здесь С_α≈0,87 (см. выше); из рис. 12.27 C_l≈1; из рис. 12.28 C_l≈l,14; учитывая двигатель внутреннего сгорания и ленточный транспортер (нагрузка с умеренными толчками), принимаем С_р≈1,2. При этом Р_р=3,4·0,87·1,14/1,2=2,8 кВт.

5. По формуле (12.30), число ремней z=8/(2,8·0,95)≈3—условие (12.31) удовлетворяется.

6. По формуле (12.32) находим предварительное натяжение одного ремня при v=πd_р1n₁/60=π0,16·1240/60=10,4 м/с и F_v=1250·138·10^-6·10,4²=18,66 Н [см. формулу (12.13), табл. 12.2]:

F_o=0,85·8·10³·1,2/(3·10,4·0,87·1,14)+18,66=282 Н.

7. По формуле (12.24), сила, действующая на вал при β/2=(180 - α)/2==(180-145)/2=17^°30', в статическом состоянии передачи F_r=2F_oZcos(β/2)=2·282·3cosl7°30'=1595H; при n=1240мин^-1 F_r=1595·2F_vz=1483 Н. В данном примере влияние центробежных сил мало.

8. Ресурс наработки ремней находим по формуле (12.33) при K₁=l и K₂=1: T=T_ср=2000 ч.

П ример расчета 11.3. Рассчитать клиноременную передачу к приводу центробежного насоса при следующих данных: мощность ведущего шкива Р=4 кВт, его угловая скорость =97рад/с, угловая скорость ведомого шкива рад/с, диаметр ведущего вала =20мм и диаметр ведомого вала =25мм.

Рис.1

ешение. Для рассчитываемой передачи примем клиновые ремни нормального сечения кордтканевые (ГОСТ 1284.3—80) сечением А рис.1. Передаточное отношение по формуле

=97/47,5=2,04.

Диаметры шкивов: диаметр меньшего шкива возьмем согласно рекомендации ГОСТ 1284.3—80 (табл.1) =125мм; диаметр большего шкива при относительном скольжении ремня =0,02 определим по формуле:

=2,04∙125(1—0,02)=250мм.

Этот диаметр соответствует ГОСТ 1284.3—80.

Определим расстояние между центрами шкивов при С=1,2

мм.

Расчетная длина ремней (приблизительная)

=2∙300+1,57(250+125)+(250-125)²/(4∙300)=1205мм.

По ГОСТ 1284.3—80 принимаем ремни сечения А с внутренней длиной =1180мм, расчетная длина которых

=1180+33=1213мм.

Условная длина этих ремней =1700мм.

Действительное межосевое расстояние, т.е. соответствующее принятой длине ремней,

= мм.

Угол обхвата ремнем меньшего шкива:

рад=157°,

что вполне приемлемо.

Скорость ремня определяется по формуле

м/с.

Определение числа ремней передачи по тяговой способности. Мощность, которую можно передать одним ремнем при =180°, скорости =6,07м/с и спокойной нагрузке (табл. 2), Р_о=1,15кВт. Коэффициент динамической нагрузки и режима работы по таблицам =1. Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, по табл.3 =0,94. Коэффициент, учитывающий длину ремня, =0,95, что соответствует отношению =1213/1700. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ремням, =0,9.

Подставив в формулу числовые значения, получим

Примем =4. Проверим ремни на долговечность по частоте пробегов в

6,06/1,213=5 с^-1,

ч то вполне допустимо.

Определим размеры шкивов, приняв, что они изготовлены из чугуна СЧ12-28.

Рис.2

Рис.3

азмеры канавок для ремней примем по ГОСТ 1284—68 рис.2: для обоих шкивов с=3,5мм, е=12,5мм, =16мм, =10мм; для меньшего шкива

, =13,3мм; для большего шкива

=38°,

=13,4мм. Наружный

, и внутренний

, диаметры шкивов (рис.2 и 3): меньшего шкива

=125+2∙3,5=132мм;

=132—2∙I2,5=107мм; большего шкива

250+2∙3,5=257мм

мм.

Таблица 1. Значения Р₀, кВт, для клиновых ремней (извлечение из ГОСТ1284.3-80)

Сечение и длина ремня, мм

d₁,мм

Частота вращения малого шкива, мин^-1

200

400

800

1200

1600

2000

L_р=1320

≥112

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

0,09

0,11

0,14

0,15

0,21

0,24

0,17

0,19

0,25

0,28

0,39

0,44

0,30

0,34

0,44

0,50

0,71

0,81

0,41

0,47

0,62

0,71

1,00

1,14

0,51

0,59

0,78

0,89

1,26

1,44

0,61

0,69

0,93

1,06

1,51

1,72

L_р=1700

140

≥180

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

0,22

0,25

0,43

0,49

0,59

0,68

0,39

0,44

0,78

0,89

1,09

1,24

0,68

0,77

1,41

1,60

1,97

2,24

0,93

1,05

1,96

2,24

2,74

3,12

1,15

1,31

2,45

2,79

3,40

3,87

1,34

1,53

2,87

3,27

3,93

4,48

L_р=2240

125

200

≥280

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

0,48

0,55

1,02

1,17

1,58

1,80

0,84

0,96

1,85

2,11

2,89

3,29

1,44

1,64

3,30

3,76

5,13

5,85

1,93

2,20

4,50

5,13

6,90

7,91

2,33

2,66

5,46

6,22

8,13

9,26

2,64

3,01

6,13

6,99

8,60

9,80

L_р=3750

200

280

355

≥450

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,39

1,58

2,42

2,76

3,36

3,82

4,51

5,15

2,41

2,75

4,32

4,93

6,05

6,90

8,20

9,34

4,07

4,64

7,52

8,57

10,46

11,92

13,8

15,72

5,29

6,03

9,81

11,17

13,31

15,16

16,59

18,91

6,07

6,93

11,00

12,6

14,19

16,17

―

6,34

7,23

11,04

12,58

―

L_р=6000

355

500

630

≥800

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

5,31

6,06

9,21

10,49

12,54

14,29

16,76

19,10

9,24

10,52

16,20

18,46

22,05

25,13

29,08

33,15

14,83

16,90

25,76

29,35

33,38

38,04

39,55

45,08

17,25

19,66

27,61

31,47

―

L_р=7100

500

630

800

≥1000

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

10,86

12,37

15,65

17,83

21,7

24,73

28,52

32,57

18,55

21,14

26,95

30,71

37,05

42,23

47,52

54,17

27,57

31,43

38,52

43,90

―

L_р=8500

800

1000

1250

≥1400

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

1,0

≥3,0

23,26

26,49

32,6

35,84

43,57

46,74

49,68

52,99

38,27

44,82

52,69

59,17

67,27

73,75

74,26

80,81

―

Таблица 2. Значения Р₀ для клиновых ремней, кВт

Обозначение сечения ремня

Расчетный диаметр меньшего шкива, мм

Скорость ремня, м/с

≥90

0,15

0,17

0,20

0,21

0,36

0,39

0,45

0,49

0,69

0,78

0,85

0,93

1,03

1,15

1,21

1,33

1,26

1,38

1,51

1,67

1,18

1,26

1,47

1,63

100

112

≥125

0,37

0,44

0,74

0,81

0,96

1,33

1,40

1,47

1,69

1,87

2,63

2,29

1,84

1,99

2,41

2,65

1,69

1,91

2,29

2,65

125

140

160

≥180

0,59

0,66

0,74

0,81

1,10

1,25

1,40

1,55

2,06

2,23

2,50

2,72

2,88

3,16

3,60

3,82

2,94

3,60

4,35

4,71

2,50

3,24

4,35

4,94

200

224

250

≥280

1,03

1,10

1,25

1,33

2,14

2,42

2,65

2,88

3,68

4,27

4,64

5,00

5,28

5,97

6,34

7,07

6,25

7,15

7,50

7,80

5,90

6,70

7,73

8,10

315

355

400

≥450

―

4,71

5,15

5,59

6,10

8,45

9,20

10,08

10,98

11,02

12,08

13,52

14,56

11,90

13,72

15,72

17,00

10,08

13,32

15,80

17,25

500

560

600

≥710

―

7,35

8,45

9,43

9,80

14,00

15,95

16,08

18,00

18,40

20,00

22,30

24,10

20,46

23,60

26,50

29,00

20,46

24,30

27,50

31,30

800

900

≥1000

―

11,75

13,10

14,35

21,80

25,20

27,20

31,00

34,60

38,20

36,80

40,60

44,90

39,70

44,90

49,30

Таблица 3. Значения коэффициентов , и

Скорость ремня v, м/с		1	5	10	15	20	25	30
k_v	для плоских ремней	1,04	1,03	1,00	0,95	0,88	0,79	0,68
k_v	для клиновых ремней	1,05	1,04	1,00	0,95	0,88	0,74	0,60
Угол обхвата α, град		180	170	160	150	140	130	120
k_α	для плоских ремней	1,0	0,97	0,94	0,91	0,88	0,85	0,82
k_α	для клиновых ремней	1,0	0,98	0,95	0,92	0,89	0,86	0,83
Угол наклона к горизонту, град		0…60	60…80	80…90
k_н	открытая передача	1	0,9	0,8
	перекрестная	0,9	0,8	0,7
	полуперекрестная	0,8	0,7	0,6

Ширина ободов шкивов

мм.

Толщина ободов шкивов К=6мм. Так как диаметры шкивов небольшие [число спиц по расчету получается меньше 3], то оба шкива должны быть изготовлены с диском. Толщина дисков (рис.3), =8мм. Наружный диаметр и длина ступицы меньшего шкива

мм; =68/3+20=42мм;

большего шкива

мм; мм.

Задача 8.

Рассчитать открытую горизонтальную плоскоременную передачу привода ленточного транспортера при следующих данных: мощность ведущего шкива =7кВт; частота вращения ведущего шкива =1440 мин^-1; частота вращения ведомого шкива =360 мин^-1; диаметр ведущего вала =22мм; диаметр ведомого вала =35мм.

Решение. Для данной передачи примем прорезиненный ремень типа В по ГОСТ101—54.

Передаточное отношение

=1440/360=4.

Диаметр меньшего шкива

=(1100...1300) =186...220мм.

В соответствии с ГОСТ 17383—73 =200мм.

Проверим ремень по допускаемой скорости:

=3,I4 1440∙0,2/60=15м/с=[ ].

Выбранный ремень по скорости подходит.

Диаметр большего шкива при относительном скольжении ремня =0,1

792 мм.

В соответствии с ГОСТ 17383—73 =800мм.

Межосевое расстояние передачи

=2(200+800)=2000мм.

Угол обхвата ремнем меньшего шкива

=180—57 = 180—57/(800—200)/2000=163°,

что допустимо.

Коэффициент динамичности нагрузки и режима работы передачи (табл.2) =1 (для ленточного транспортера).

Расчетная окружная сила

=1,7.10³/I5=467 Н.

Для расчета ремня по тяговой способности вычислим расчетное допускаемое полезное напряжение [ ]. допускаемое полезное напряжение для ремня при начальном напряжении 1,8МПа, скорости =10м/с, =180° и отношении диаметра меньшего шкива к толщине ремня 50 [ ]=2,3МПа.

Значения корректирующих коэффициентов из табл. =0,95; =0,92; =1.

Тогда

=2,3∙0,95∙0,92∙1=2 МПа.

Требуемая по тяговой способности площадь поперечного сечения ремня

=0,000232м=232 мм².

По ОСТ 38.05.98—76 примем прорезиненный ремень типа В из бельтинга Б-820 с тремя прокладками толщиной каждая 1,25мм. Толщина всех прокладок или толщина ремня мм. Ширина ремня

=64мм.

По ОСТ 38.05.98—76, =70мм.

Расчетная длина ремня

5615мм

Проверим ремень на долговечность по частоте его пробегов в секунду:

=15/5,615 =2,8 с^-1,что вполне допустимо.

Примем, что шкивы изготовлены из чугуна СЧ 15-32. Меньший шкив с выпуклым ободом и диском (рис.), а больший — с цилиндрическим ободом и со спицами в один ряд (рис.). Размеры меньшего шкива: ширина ободов шкивов по ГОСТ 17383—73 В=85 мм; высота Выпуклости меньшего шкива (рис.) по ГОСТу у=1,5мм; толщина обода у края вычисляется по формуле

мм;