3.2. Расчет клиноременной передачи

Исходными данными для расчета клиноременной передачи являются: передаваемая мощность Р_тр., кВт; частота вращения ведущего (меньшего) шкива n₁ = n_дв., об/мин; передаточное отношение i₁; коэффициент скольжения  = 0,015; вращающий момент T₁ ведущего вала.

Последовательность расчета

Выбор сечения ремня

Сечение ремня выбирают по величине вращающего момента на малом шкиве (ГОСТ 1284.1 – 80), табл. 3.3 и 3.4.

Расчет диаметров шкивов

Расчетный диаметр D_p1 малого шкива определяют по эмпирической формуле

,

где T₁ дано в Hмм.

По найденному значению подбирают диаметр шкива D₁, мм, с учетом 0,95D_p1 D₁ 1,25D_p1, из стандартного ряда по ГОСТ 17383–73: 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000.

Расчетный диаметр ведомого шкива D_p2, мм, определяют с учетом относительного скольжения ремня 

D_p2 = D₁  i₁  (1–),

i₁ – принятое ранее передаточное отношение клиноременной передачи.

Для клиноременных передач рекомендуемое значение  = 0,015.

Расчетный диаметр ведомого шкива D_p2 округляют до стандартного значения, при этом 0,95D_p2 D₂ 1,25D_p2.

Уточнение передаточного отношения клиноременной передачи

i_1ф = D₂/[D₁(1–)] ,

где i_1ф – фактическое передаточное отношение клиноременной передачи.

При этом частота вращения ведомого вала n₂ = n₁ / i_1ф. Расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчету,

∆n₂ =[(n₂ – n₂)/n₂]100%.

Допускается расхождение ∆n₂ не должно превышать 3 %

Таблица 3.3

Обозначение сечения ремня	Вращающий момент на малом шкиве, Н·м	Минимальный диаметр малого шкива, мм
Клиновые ремни по ГОСТ 1284.1 – 80
0	менее 30	63
А	15 … 60	90
Б	50 … 150	125
В	120 … 600	200
Г	450 …2400	355
Д	1600 … 6000	500
Е	Свыше 4000	800

Предварительное определение межосевого расстояния

Расчетное межосевое расстояние a_p должно находиться в интервале:

a_min  a_p  a_max.

Минимальное и максимальное значения межосевого расстояния ременной передачи определяются из выражений

a_min = 0,55(D₁ + D₂) + T₀; a_max = 2(D₁ + D₂),

где T₀ — высота сечения ремня (табл. 3.4).

Расчет и выбор длины ремня

Расчетная длина ремня

.

Расчетную длину ремня округляют до стандартного значения L.

Стандартные длины L, мм, клиновых ремней: 400; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1400; 1600; 1800; 2000; 2500; 2800; 3150; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10000; 11200; 12500; 14000; 16000; 18000.

Уточнение межосевого расстояния

Межосевое расстояние уточняют с учетом стандартной длины ремня L по формуле

.

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L для облегчения надевания ремня на шкивы и увеличения его на 0,025L для обеспечения натяжения ремней и компенсации их износа.

Таблица 3.4

Обозначение сечения ремня	D1, мм, не менее	lp, мм	W, мм	T0, мм	A, мм2	Lр, мм	L, мм	Масса одного метра, кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	63	8,5	10	6	47	400-2500	25	0,06
A	90	11,0	13	8	81	500-4000	33	0,1
Б	125	14,0	17	17	133	800-6300	40	0,18
B	200	19,0	22	22	230	1800-10000	59	0,3
Г	315	27	32	19	476	3150-14000	76	0,6
Д	500	32	38	23,5	692	4500-18000	95	0,9
Е	800	42	50	30,0	1172	6300-18000	120	1,52

Угол обхвата меньшего шкива

.

Коэффициент режима работы

Коэффициент режима работы C_р, учитывающий условия эксплуатации передачи, выбирают по табл. 3.5

Коэффициент С_, учитывающий влияние угла обхвата

.

Коэффициент С_Z, учитывающий число ремней в передаче

Число ремней Z	2 – 3	4 – 6	Свыше 6
Коэффициент CZ	0,95	0,9	0,85

Коэффициент C_L для клиновых ремней, учитывающий влияние длины ремня, выбирают по табл. 3.6 (ГОСТ 12843 – 80).

Число ремней в передаче

где P = P_тр. — передаваемая мощность передачи, кВт; P₀ — номинальная мощность, кВт, передаваемая одним клиновым ремнем, по ГОСТ 18843 – 80 (табл. 3.7).

Таблица 3.5

Режим работы, кратковременная нагрузка, в процентах от номинальной	Типы машин	Cp при числе смен
		1	2	3
Легкий, 120	Конвейеры ленточные, насосы и компрессоры центробежные, токарные и шлифовальные станки	1,0	1,1	1,4
Средний, 150	Конвейеры цепные, элеваторы, компрессоры и насосы поршневые, станки фрезерные, пилы дисковые	1,1	1,2	1,5
Тяжелый, 200	Конвейеры скребковые, шнеки, станки строгальные и долбежные, высадочные прессы, машины для брекетирования кормов, деревообрабатывающие станки.	1,2	1,3	1,6
Очень тяжелый, 300	Подъемники, элеваторы, молоты, дробилки, лесопильные рамы.	1,3	1,5	1,7

Таблица 3.6

Lp, мм	Сечение ремня
	0	А	Б	В	Г	Д
	Коэффициент CL
1	2	3	4	5	6	7
400	0,79
500	0,81
560	0,82	0,79
710	0,86	0,83
900	0,92	0,87	0,82
1000	0,95	0,90	0,85
1250	0,98	0,93	0,88
1500	1,03	0,98	0,92
1800	1,06	1,01	0,95	0,86
2000	1,08	1,03	0,98	0,88
2240	1,10	1,06	1,00	0,91
2500	1,30	1,09	1,03	0,93
2800	-	1,11	1,05	0,95
3150	-	1,13	1,07	0,97	0,86
4000	-	1,2	1,13	1,02	0,91
4250	-	-	1,17	1,06	0,95
5300	-	-	1,19	1,08	0,97	0,96
6300	-	-	1,23	1,12	1,01	0,97

Таблица 3.7

Сечение ремня(дли- на L,мм)	D1, мм	u	Частота вращения n1, об/мин
			400	800		950		1200		1450	1600		2000
			Номинальная мощностьP0, кВт, передаваемая одним клиновым ремнем
0 (1320)	100	1,5	0,37		0,67		0,78	0,95	1,11			1,20	1,43
		3	0,38		0,70		0,80	0,98	1,14			1,24	1,48
	112	1,5	0,43		0,78		0,91	1,10	1,29			1,40	1,66
		3	0,44		0,81		0,94	1,14	1,33			1,44	1,74
А (1700)	125	1,5	0,74		1,32		1.52	1,83	2,13			2,29	2,50
		3	0,76		1,36		1,57	1,89	2,19			2,36	2,58
	160	1,5	1,03		1,87		2,15	2,60	3,02			3,24	3,53
		3	1,07		1,93		2,22	2,69	3,11			3,35	3,64
	180	1,5	1,2		2,17		2,51	3,03	3,50			3,75	4,07
		3	1,24		2,24		2,59	3,03	3,50			3,75	4,07
Б (2240)	180	1,5	1,76		3,11		3,56	4,25	4,85			5,17	5,86
		3	1,81		3,21		3,67	4,38	5,01			5,34	6,05
	224	1,5	2,40		4,27		4,89	5,81	6,60			7,00	7,80
		3	2,47		4,40		5,04	6,00	6,81			7,22	8,05
	280	1,5	3,19		5,67		6,47	7,66	8,52			8,97	9,50
		3	3,29		5,85		6,67	7,91	8,84			9,26	9,80

Натяжение ветви клинового ремня

где v – окружная скорость, определяемая из выражения v = 0,5_дв. D₁;  – коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил, Нс² / м², значения которого приведены в табл. 3.8.

Таблица 3.8

Сечение ремня	0	А	Б	В	Г	Д
Коэффициент 	0,06	0,1	0,18	0,3	0,6	0,9

Таблица 3.9

Сечение ремня	Размеры канавок, мм
	lp	h	h0	f	e
0	8,5	7,0	2,5	8,0	12,0
А	11,0	8,7	3,3	10,0	15,0
Б	14,0	10,8	4,2	12,5	19,0
В	19,0	14,3	5,7	17,0	25,5
Г	27,0	19,0	8,1	24,0	37,0
Д	32,0	23,4	9,6	29,0	41,5

Давление на валы

.

Ширина шкива

Ширину шкива B_ш. определяем по формуле:

В_ш = (Z – 1)  e + 2f,

где размеры e и f приведены в табл. 3.9.