Расчет клиноременной передачи
5.5.1
Рассчитываем
кинематические и геометрические
параметры клино-ременной передачи.
Рисунок 6 - Клиновой ремень в сечении
Вследствие
упругого скольжения ремня по шкиву
окружные скорости ведущего
и
ведомого
шкивов неодинаковы. Между ними существуют
соотношение:
,
(1)
где
– коэффициент упругого скольжения,
.
Окружные скорости, м/с, ведущего и ведомого шкивов:
,
, (2)
где
,
- диаметры соответственно ведущего и
ведомого шкивов, мм,
,
– частоты вращения соответственно
ведущего и ведомого шкивов, об/мин.
Передаточное число с учетом скольжения:
,
(3)
где
- угловые скорости соответственно
ведущего и ведомого шкивов,
.
Зная
частоты вращения валов ведущего (
и ведомого (
шкивов, определяем передаточное число:
Диаметр ведущего шкива клиноременной передачи определяем по формуле:
,
где
- коэффициент пропорциональности,
для ремней нормального сечения.
Диаметр
ведущего шкива:
.
Принимаем
[6, с. 120].
Диаметр ведомого шкива клиноременной передачи из формулы (1):
,
Принимаем
.
Межосевое расстояние предварительно вычисляем по формуле:
,
где
- высота ремня,
8 мм [6, табл. 7.2];
.
Длина ремня:
,
.
Уточняем
длину по стандартному ряду [6, с. 120]:
Пересчитываем межосевое расстояние по формуле:
,
Угол обхвата ремнем меньшего шкива:
,
,
что
удовлетворяет условию:
.
По формулам (2) определяем окружные скорости, м/с, ведущего и ведомого шкивов:
,
.
5.5.2 Определяем усилия в ремне.
Окружное усилие, Н:
,
.
Предварительное
натяжение ремня
,
необходимое для создания силы трения
между ремнем и шкивом, выбирают по
условию:
,
где
- напряжение от предварительного
натяжения, определяемое при холостом
ходе; для клиновых ремней
;
-
площадь поперечного сечения ремня, А =
138мм2
[6,
с. 123].
.
Натяжение ведущей и ведомой ветвей ремня соответственно определяется по формулам:
;
,
где
- основание натурального логарифма,
;
-
коэффициент трения ремня по шкиву,
,
-
угол обхвата ремнем меньшего шкива.
,
.
В
скоростных передачах (
)
необходимо учитывать центробежную
силу, уменьшающую сцепление ремня со
шкивом:
,
где
- плотность материала ремня: для
резинотканевых клиновых ремней принимаем
;
.
Силы натяжения в ремне создают нагрузки на валы.
Равнодействующая этих сил:
,
(4)
где - число ремней.
Предварительное
число ремней
определяем по формуле:
,
(5)
где
- мощность, передаваемая всеми ремнями,
кВт;
-
расчетная мощность, передаваемая одним
ремнем, кВт.
определяется по формуле:
,
(6)
где
- допустимая мощность, передаваемая
одним ремнем, кВт;
;
– коэффициент,
учитывающий угол обхвата
,
–
коэффициент,
учитывающий передаточное число,
;
–
коэффициент, учитывающий длину ремня,
,
где
– базовая длина клинового ремня,
,
;
–
коэффициент,
учитывающий режим работы и характер
нагрузки,
=0,9
[6, с. 123-124] .
По формуле (6) определяем:
.
По формуле (5) определяем предварительное число ремней:
,
Принимаем
.
Для определяем требуемое число ремней по формуле:
,
где
- коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки между ремнями,
[6, с. 123].
.
Принимаем
число ремней
.
5.5.3 Рассчитываем напряжения в ремне.
В ведущей ветви ремня возникает наибольшее напряжение растяжения:
,
.
Наибольшее напряжение изгиба возникает на ведущем шкиве:
,
где
- модуль упругости материала ремня,
,
-
относительное удлинение ремня,
;
.
Напряжение
от центробежной силы:
,
.
Наибольшее напряжение возникает в зоне набегания ремня на ведущий шкив:
,
.