3. Расчет клиноременной передачи
3.1. Кинематическая схема передачи
3.2. Задачи расчета
В данном разделе необходимо определить поперечное сечение ремня, параметры и ширину шкивов, межосевое расстояние и нагрузку на ведомый вал, которая необходима для дальнейших расчетов.
3.3. Данные для расчета
Исходными данными для расчета являются силовые и кинематические параметры, приведенные в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Силовые и кинематические параметры передачи
вал |
мощность Р, кВт |
частота вращения n, мин-1 |
угловая скорость ω, с-1 |
вращающий момент Т, Нм |
1 |
3 |
1435 |
149 |
20 |
2 |
2,9 |
361 |
38 |
76 |
Передаточное число ременной передачи U = 3,98
3.4 Условия расчета
Основным критерием работоспособности ременной передачи является тяговая способность. Поэтому расчетная долговечность ремня должна быть больше расчетного ресурса времени.
3.5 Расчет передачи
3.5.1 Определение геометрических параметров передачи.
По значению Т1=20 Нм по таблице 4 выбираем сечение ремня Б.
Таблица 3.2 – Размеры поперечного сечения в мм.
Обозначение сечения |
b |
bp |
h |
Yo |
A,мм2 |
dmin, мм |
Б |
17 |
14 |
10,5 |
4 |
138 |
125 |
Для обеспечения большей долговечности ремня принимают d1 на 1-2 размера больше. Принимаем d1 = 140 мм.
Определяем диаметр ведомого шкива по формуле
d2 = d1 * up * (1- ε)
где ε = 0,01 – коэффициент упругого скольжения ремня.
d2 = d1 * up * (1- ε) = 552 мм.
Значение d2 округляем и принимаем по ГОСТ 20889-80 - d2=560 мм.
Уточняем передаточное отношение
=
4,0
Отклонение
составляет
=
0,5%, что допустимо.
Определяем межосевое расстояние:
amin = 0,55(d1 + d2) + h = 396 мм,
amax = 2(d1 + d2)=1400 мм.
Принимаем среднее значение а = 700 мм.
Определяем расчетную длину ремня
l = 2a +
π
+
=
2562 мм.
По ГОСТ 1284-80 принимаем l = 2500 мм.
В соответствии с принятой длиной ремня уточняем межосевое расстояние
При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения а на Δl = 0,01*l = 25 мм для облегчения надевания ремня на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть увеличение а на Δ2 = 0,025*l = 62,5 мм.
Определяем угол
обхвата на малом шкиве:
Определяем угол между ветвями ремня γ по формуле
γ=180º- α1 = 31º
Определяем окружную скорость ремня:
Определяем число пробегов ремня:
Для клиновых ремней допускаемое число пробегов [П]=15 с-1.
Определяем расчетную мощность, передаваемую одним ремнем:
Pp=[Ро]*Ca*Cl/Cp
где [Po] = 2,7 – допускаемая мощность, передаваемая одним ремнем
типа Б, кВт;
Са = 0,95 – коэффициент угла обхвата α1 на меньшем шкиве;
Сl = 0,98 – коэффициент длины ремня, зависящий от отношения принятой длины ремня к исходной длине, указанной в стандарте
lp/l0 = 0,95;
Ср = 1,2 – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы.
Подставив данные получим:
Рр = 2,7*0,95*0,98/1,2 = 2,1 кВт.
Определяем необходимое число ремней:
где Сz – коэффициент числа ремней в комплекте передачи, при ожидаемом
Z = 2-3 значение Cz = 0,9.
Принимаем Z = 2.
Определяем силу предварительного натяжения одного ремня по формуле:
Определяем силу давления ремней на валы и опоры Fоп:
