3 Расчет клиноременной передачи редуктора
В качестве примера рассмотрим быстроходную клиноременную передачу. Срок службы привода – 7 лет. Режим работы пятидневный, двухсменный, средний равновероятный. Из результатов энерго-кинематического расчета привода устанавливаем: мощность на ведущем валу P1 = 3149,28 Вт, частоты вращения шестерни и колеса n1 = 705 мин‒1 и n2 = 352,5 мин‒1 соответственно. Передаточное отношение равно 2. Вращающие моменты на валах шестерни и колеса T1 = 42,678 Н·м и T2 = 80,29 Н·м соответственно.
Согласно данному примечанию принимаем сечение ремня ‒ Б. Из табл. 6.1 имеем следующее: lp = 14 мм; W = 17 мм; Т0 = 10,5 мм; А = 1,38 см2 ; масса 1 м ремня m = 0,06 кг; расчетная длина в интервале Lр = 800…6300 мм; ∆L = Lр ‒ Lвн = 40 мм; минимальный диаметр меньшего шкива D1min = 125 мм.
Диаметр ведущего
шкива:
Диаметр ведомого шкива:
(3.1)
Рассчитываем межосевое расстояние. В некоторых случаях оно является заданным и определяется компоновкой привода. Если изначально не задано, вычисляем предельные значения межосевого расстояния:
аmin = 0,55·(D1 + D2) + Т0; (3.2)
аmin = 0,55·(140 + 280) + 10,5 = 241,5 мм;
аmax = D1 + D2; (3.3)
аmax = 140 + 280 = 420 мм.
Принимаем промежуточное целое значение, близкое к минимальному пределу, а = 250 мм.
Определяем расчетную длину ремней по формуле
; (3.4)
= 1179 мм.
Из предпочтительного ряда (табл. 6.3) выбираем ближайшее большее стандартное значение. Принимаем Lp = 1250 мм. Удостоверяемся, что данное значение находится в рекомендуемом диапазоне для выбранного типа сечения.
Уточняем межосевое расстояние:
;
(3.5)
Округляем до ближайшего большего целого значения: a = 287 мм.
Для установки и замены ремней в конструкции передачи необходимо предусмотреть возможность уменьшения а на 2 %, т. е. на 287 · 0,02 = 6 мм, а для компенсации отклонений и удлинения во время эксплуатации ‒ возможность увеличения а на 5,5 %, т. е. на 287·0,055 = 16 мм (с округлением до ближайших целых чисел).
Определяем угол обхвата ремнями малого шкива D1:
; (3.6)
= 2,652 рад;
; (3.7)
= 152,02
;
Условие обеспечения минимального значения угла αmin = 120° выполняется.
Коэффициент
угла обхвата (в зависимости от
):
0,926;
Коэффициент длины ремня (определяется по графику в зависимости от сечения):
=0,88;
Коэффициент режима нагрузки (в зависимости от вида нагрузки):
= 1,2;
Определяем скорость движения ремня:
;
(3.8)
Проводим интерполяцию данных для определения номинальной мощности Р0:
Р0 = 1,274 кВт.
Расчетная мощность:
; (3.9
Определяем необходимое число ремней:
; (3.10)
Округляем до z = 5.
Далее необходимо выполнение условия:
z
= 8.
Условие выполняется.
Коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил Θ:
Θ = 0,18
;
Определяем силу предварительного натяжения одного ремня F0:
; (3.11)
.
Сила, действующая на валы:
; (3.12)
= 1194 H;
Примем кордтканевый ремень как более дешевый. Тогда N0ц = 4,7 · 106.
Определяем рабочий ресурс рассчитанной клиноременной передачи:
Ho
= N0ц
⋅
; (3.13)
Ho
= 4,7 · 106
⋅
= 298 ч.
Число предполагаемых замен ремня клиноременной передачи:
Z
=
; (3.14)
Z
=
= 96.
Таким образом, в процессе пятилетней эксплуатации привода необходимо закупать 96 комплекта ремней.