4.3.3 Сила, нагружающая валы ременных

и цепных передач

Ременные передачи.

В приводах металлорежущих станков ременную передачу применяют в качестве быстроходной ступени, устанавливая ведущий шкив на валу двигателя, а ведомый на входном валу коробки передач или как самостоятельную одноступенчатую передачу вращения от двигателя к исполнительному механизму (шпинделю, ходовому винту и др.)

Ременная передача предназначена для передачи вращательного движения (на большие расстояния) с заданным передаточным числом обычно параллельно расположенным валам, вращающимся в одну сторону.

По форме сечения ремня различают плоско-, клино- и зубчатоременные передачи.

Исходные данные для расчета ременной передачи: мощность двигателя Р кВт; частоты вращения двигателя n₁ и ведомого вала n₂ , мин^-1; конструкция и материал ремня; расположение передачи.

Расчет передачи ведется по следующей методике [7].

Частота вращения ведомого вала устанавливается по графику частот вращения привода или по расчетной частоте вращения шпинделя (ходового винта или др).

Передаточное число привода

u =

Крутящий момент на валах передачи:

Т₁= 9550 Р₁/n₁; Т₂ = 9550 Нм,

где - к.п.д. привода;

n₁ n₂ – частоты вращения соответственно валов двигателя и ведомого.

Диаметры валов: d₁ , d₂ – соответственно диаметр ведущего и ведомого вала;

d₂ = мм,

где = (20-30)МПа.

Диаметр ведущего шкива плоскоременной передачи c тканевым с полиамидным покрытием ремнем:

d_{1 min} = (1100-300) , мм (47)

с полиамидным кордленточным ремнем

d_{1 min} = к_d (48)

k_d = 28,8 при n₁ ≤ 2000 мин^-1

k_d = 31,0 при n₁ > 2000 мин^-1.

Размер d₁ уточняется по ГОСТ 17383 –73, d₁ d_1min.

Диаметр ведомого шкива d_{2 max} = d₁u – также уточняется по стандарту d₂ d_{2 max}.

Диаметр ведущего шкива клиноременной передачи

d_1min=f (P₁, n₁)

выбирается по таблицам (табл. 2.2.1, )

Межосевое расстояние определяется конструктивно по размещению двигателя и ведомого вала на модернизируемом станке и проверяется по минимальному:

для плоскоременной передачи, а 2(d₁ + d₂), (49)

для клиноременной передачи, а 0,55(d₁ + d₂) + Н_р, (50)

где Н_р - высота поперечного сечения ремня.

Определяется скорость ремня V = <30, м/с.

Окружное усилие F_t = 2·10³T₁/d₁.

Сила предварительного натяжения ремня

F₀ = 0,5F_t/φ, (51)

где – φ коэффициент тяги: для плоского ремня из прорезиненной ткани φ = (0,5-0,6), для плоского ремня с полиамидным покрытием φ = (0,55-0,65), для клинового ремня φ = (0,45-0,55).

Сила, нагружающая валы передачи (рис. 27)

F = 2F₀ sin( ), (52)

где - угол обхвата шкива, град.

= 180⁰ – 57⁰(d₂ – d₁)/а .

Пункт приложения силы F – ось вала в плоскости установки колеса ременной или цепной передачи (плоскость

А – А (рис. 28).

Направление силы – к оси сопряженного колеса.

Составляют расчетные схемы валов 1 и 2 ременной (цепной) передачи, которые нагружены составляющими силы F в плоскостях XOZ и YOZ (рис. 29). На рисунке 30 представлены расчетные схемы валов при = 0⁰.

Рисунок 28 - Схема ременной (цепной) передачи

Рисунок 29 - Расчетные схемы:

а)1 - вала 1; б) – вала 2

Рисунок 30 - Расчетные схемы (при = 0⁰):

а)1 - вала 1; б) – вала 2