Детали машин и основы конструирования.-1
.pdfb - J V _ h 3600 К ’
где / - длина ремня, м; V-скорость ремня, м/с; No - базовое число циклов: - для клиновых ремней с кордной тканью #о = 4,6 • 106 - для сечений О и А;
N0 = 4,7 106 - для сечений Б, В, Г; No = 2,5 *106 —для сечений Д и Е;
- для ремней с кордшнуром всех сечений N0 =5,7- 106
5.3.Последовательность расчета ременных передач
Исходные данные: мощность Р\ на ведущем шкиве, кВт; частота вращения щ ведущего шкива, об/мин; передаточное отношение / ременной передачи; режим работы передачи.
5.3.1.Последовательность расчета плоскоременной передачи
Тип ременной передачи (материал и конструкция ремня) предусмот рен техническим заданием.
Необходимо определить:
1. Диаметр ведущего шкива d\ из условия долговечности по рекомен
дованному отношению —. Полученное значение d\ округлить до ближай- 5
Шего стандартного (см. п. 5.2.3).
2.Диаметр ведомого шкива di с учетом передаточного числа и коэф фициента упругого скольжения. Полученное значение di округлить до бли жайшего стандартного (см. п. 5.2.3).
3.Фактическое передаточное число и проверить его отклонение Aw от
заданного. Aw < 3 %.
4.Ориентировочно межосевое расстояние а, мм.
5.Расчетную длину ремня /, мм. Полученное значение / принять по стандарту (см. п. 5.1).
6.Значение межосевого расстояния а по стандартной длине /.
7.Угол обхвата ремнем ведущего шкива си, град. Угол си должен бМть > 150°.
8.Скорость ремня V, м/с. Скорость должна быть <>[V\\ [V] = 35 м/с.
9. Частоту пробегов ремня £/, с-1 Проверить соблюдение условия
U$\U}.
10.Окружную силу Ft, Н, передаваемую ремнем.
11.Допускаемое полезное напряжение в условиях реального нагруже ния передачи (см. п. 5.2.7). Поправочные коэффициенты взять из табл. 5.5.
12.Ширину ремня b, мм. Округлить до стандартного значения.
2
13.Площадь поперечного сечения ремня Л, мм
14.Силу предварительного натяжения ремня FQ, Н.
15.Силы натяжения ведущей F\ и ведомой F2 ветвей, Н.
16.Силу давления ремня на вал Fon, Н.
17.Прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении веду
щей ветви сттах, Н/мм2
а тах = +Gy +С7и1 <[сг]р,
2
где <7i - напряжения растяжения, Н/мм ; а у - напряжения от центробежных сил, Н/мм2, а И1 - напряжения изгиба на малом шкиве, Н/мм2
Вплоском и поликлиновом ремне
Вклиновом ремне
°1 |
_ ^0 , |
Ft |
|
А |
2zA ‘ |
||
|
ay = pV 2 -10-6,
где р - плотность материала ремня, кг/м3 (р = 1000...1200 кг/м3 для плоских ремней; р = 1250... 1400 кг/м3 - для клиновых и поликлиновых рем ней); V- скорость ремня, м/с.
В плоском ремне
g
°И1 = Е Т ’
<*\
в клиновом ремне
°И1 = * 7 - . d\
в поликлиновом ремне
v H
сти1 = £ Т - - d \
Здесь Е - модуль продольной упругости при изгибе, Е = 80... 100 Н/мм2 для
прорезиненных ремней; Ии Н - высота сечения клинового и поликлинового ремня соответственно.
[а]р = 8 Н/мм2 - для плоского ремня; [а]р = 10 Н/мм2 - для клинового
иполиклинового ремней.
5.3.2.Последовательность расчета клиноременной
иполиклиноременной передачи
1.Выбрать сечение ремня по номограмме (рис. 5.14, 5.15 и 5.16).
П]уоб/мин
1.8 |
2.5 |
3 |
3.7 |
4.8 |
5.8 |
7.5 |
9 |
12 |
15 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pt кВт |
|
Рис. 5.14. Номограмма для выбора |
Рис. 5.15. Номограмма для выбора |
|||||||||
клиновых ремней узкого сечения |
поликлиновых ремней |
|||||||||
2.Определить минимально допусти мый диаметр ведущего шкива djmjn (см. табл. 5.3 и 5.4).
3.Задаться расчетным диаметром ве
дущего шкива d\ на 1...2 номера больше ^imin по стандартному ряду диаметров (см.
п.5.2.3).
4.Определить диаметр ведомого
шкива ^2 - Полученное значение округлить до стандартного (см. п. 5.2.3).
5. Определить фактическое переда точное число и проверить его отклонение Aw от заданного
П\у об/мин |
|
|
|
|
5UJ---- |
|
|
|
|
00 |
\ |
|
|
|
00 .г |
Б |
|
|
|
00 |
|
|
|
|
1* |
|
|
|
■ |
no |
Z |
5 |
J |
г |
2 |
3,15 |
8 |
12.5 2 0 P J кВт |
|
Рис. 5.16. Номограмма для выбора клиновых ремней нормального сечения
Aw < 3 %.
6.Определить ориентировочное межосевое расстояние.
7.Определить расчетную длину ремня. Значение / округлить до бли жайшего стандартного (см. п. 5.1).
8.Уточнить значение межосевого расстояния по стандартной длине.
9.Определить угол обхвата на ведущем шкиве. Угол ctj должен быть
>120°.
10.Определить скорость ремня V, м/с, У< [У].
[V]= 25 м/с - для клиновых ремней нормальных сечений;
[V]= 40 м/с - для узких клиновых и поликлиновых ремней.
11. Определить частоту пробегов ремня U. Проверить условие £/<[£/], где [t/] = 30c”1
12. Определить допускаемую мощность, передаваемую одним клино вым ремнем или поликлиновым ремнем с десятью клиньями в реальных условиях эксплуатации (см. п. 5.2.8). Поправочные коэффициенты приве дены в табл. 5.5-5.11.
13. Определить количество клиновых ремней или число клиньев поликлинового ремня z:
Р\
z = г-Ц - количество клиновых ремней; t a ]
10/}
z = -г—т - число клиньев поликлинового ремня.
[Ри)
14. Определить силу предварительного натяжения Fo, Н.
^ 850 Р\ Ci
f ------ i———для одного клинового ремня; *КСа Ср
„850 Pl Ci
р------ 1— L - для поликлинового ремня.
0 vcacр
15.Определить окружную силу (Н), передаваемую комплектом кли-
с 'М О 3 новых ремней или поликлиновым ремнем, Ft = — —— .
16. Определить силы натяжения ведущей F\ и ведомой Fi ветвей (Н) одного клинового ремня:
р\ = ■/го + ^ >
поликлинового ремня
II о |
№ |
FI =FO + Y , |
' W o - у |
|
Основные параметры клиновых и поликлиновых ремней общего назначения |
|
||||||||
|
|
о |
ь. |
|
|
|
|
b = |
. |
|
|
|
1 Ы |
1 |
|
|
|
=р? |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Основные |
|
|
— ^88888388/ |
|
|
4§Г/ |
Jit (A a . |
|
||
размеры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначение сечения ремня |
|
|
|
|||
|
Нормальное сечение по |
|
Узкое сечение |
Поликлиновое сечение |
||||||
|
ГОСТ 1284-80 |
|
по ТУ 38-40534-75 |
по РТМ 38-40528-74 |
||||||
|
О |
А |
Б |
УО |
УА |
УБ |
К |
Л |
М |
|
bD, мм |
8,5 |
11 |
14 |
8,5 |
11 |
14 |
- |
- |
- |
|
6о, мм |
10 |
13 |
17 |
10 |
13 |
17 |
- |
- |
- |
|
Я, мм |
6 |
8 |
10,5 |
8 |
10 |
13 |
2,35 |
4,85 |
10,35 |
|
У01 ММ |
2,1 |
2,8 |
4,0 |
2,0 |
2,8 |
3,5 |
- |
- |
- |
|
Площадь се |
47 |
81 |
138 |
0,56 |
0,95 |
1,58 |
|
0,5Ь{2Н-р) |
|
|
чения А, мм |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Предельное |
400...2500 560...4000 800...6300 630...3550 800...4500 |
1250...2000 |
|
|
|
|||||
значение /, |
400...2000 1250...6000 2000...6000 |
|||||||||
мм |
|
|
|
- |
- |
|
|
|
|
|
Р, мм |
- |
- |
- |
- |
2,4 |
4,8 |
9,5 |
|||
Я, мм |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4 |
9,5 |
16,7 |
|
Масса 1 м |
0,06 |
0,105 |
0,18 |
0,12 |
0,12 |
0,20 |
0,9 |
0,45 |
1,6 |
|
э длины q, кг/м |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
17. Определить силу давления на вал Fon (Н).
Gti
Fon = 2FQ - Z -Sin —— комплект клиновых ремней;
_ _ . cci
Fou = 2FQ • sm —— поликлиновой ремень.
18. Проверить прочность клинового или поликлинового ремня по максимальным напряжениям (см. 5.3.1, п. 17).
Основные параметры клиновых и поликлиновых ремней общего на значения представлены в табл. 5.14.
5.4.Примеры расчета ременных передач
Пример 1
Рассчитать плоскоременную передачу от электродвигателя к редукто ру привода ленточного транспортера. Требуемая мощность электродвига теля Р\ = 5,2 кВт при о>1 = 300 рад/с. Передаточное число ременной пере дачи и = 3,2. Нагрузка близка к постоянной, работа двухсменная. Угол на клона линии центров шкивов к горизонту 0 = 70°.
Решение
1. Для ременной передачи привода транспортера принимаем недоро гой плоский кордшнуровой прорезиненный ремень толщиной 2,8 мм.
Согласно рекомендации (см. п. 5.2.3) для кордшнурового ремня диа метр меньшего шкива d\ £ 70S = 70 • 2,8 = 196 мм. По стандарту принимаем
d\ = 200 мм (см. п. 5.2.3).
2. Принимаем диаметр большего шкива. При коэффициенте е = 0,015
d2 = d\ u(l - s)= 200 • 3,2 • (l - 0,015)= 630,4 мм.
По стандарту принимаем d2 = 630 мм (см. п. 5.2.3). 3. Фактическое передаточное число
|
d2 |
630 |
" ф d\ (l - е) |
200-(1-0,015) ’ ’ |
|
Ыф-и |
3,19-3,2 = 0,003 = 0,3 %<3%. |
|
|
||
и3,2
4.Ориентировочное межосевое расстояние
а> \,5{d2 + d t) =1,5 • (630 + 200) = 1245 мм.
5. Расчетная длина ремня |
|
|
l = 2a +^ ( d 2 + d,) + ~- — |
=21245 + 1(630 + 200)+ |
|
(630-200)2 |
, в, Л |
мм. |
+ Л------------L_ _ 3 8 3 0 |
||
4-1245 |
|
|
Принимаем / = 4000 мм (см. п. 5.1).
6.Уточненное значение межосевого расстояния
21 - n{d2 +dx)+ л/[2/-7t(d2 +dx) f -8•(d2 - dx)2
a = -------------------------------------------------------------- |
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
2 4000-я(б30 + 200)+7^-4000- л(630+200)]2 -8-(630-200)2 |
||||
7. Угол обхвата ремнем ведущего шкива |
|
|||
а , = 180° -57° • |
~ d' } = 180° -57° •630-200 = 161,6° > [а 1]=150°, |
|||
1 |
а |
|
1331 |
1 П |
что допустимо. |
|
|
|
|
8. Скорость ремня |
|
|
|
|
|
J |
Л |
(1 |
|
V = |
щ -± = 300~ |
= 30м/с< [v]= 35 м/с. |
|
|
9. Частота пробегов ремня |
|
|
||
и = - |
= — = 7,62 с"1 <[С/]=15 с-1, |
|
||
/4
что допустимо.
10.Окружная сила, передаваемая ремнем,
^= 173Н.
30
11.Допускаемое полезное напряжение в условиях реального нагруже
ния [оп] = [<тп]ос'ас'г с рс е. |
гДе [стп1о = 1»96 Н/мм2 (см табл. 5.12). |
||
Са =0,94; Су =0,92; Ср =0,9; |
Се =0,9 (см. табл. 5.5-5.11). |
||
[а]п = 1,96 • 0,94 • 0,92 • 0,9 • 0,9 = 1,76 Н/мм 2. |
|||
12. Ширина ремня |
|
|
|
ь __ F, |
173 |
35,1 мм. |
|
5[а]п |
2,8 1,76 |
||
|
|||
Принимаем b = 40 мм (см. п. 5.1).
13.Площадь поперечного сечения ремня
Л= £ > 8 = 40-2,8 = 112 м2
14.Сила предварительного натяжения ремня при рекомендуемом предварительном напряжении в ремне а о = 2 Н/мм2 (см. табл. 5.12)
F0 = a0A = 2 ’112 = 224 Н.
15. Натяжения ведущей и ведомой ветвей |
|
||||
F, = F0 + — = 224 + ^ |
= 310,5 Н , |
||||
1 |
0 |
2 |
2 |
|
|
F |
0 |
2 |
2 2 4 - ^ |
= |
137,5 Н. |
2 |
2 |
|
|
||
16. Сила, действующая на валы,
Fon = 2F0 • sin ^ = 2 • 224 • s i n ^ ^ j = 447,15 Н.
17.Прочность ремня
атах=°1+°У = сти|
о, = £ 0 + £«_= 224+ J 7 3 _ = 2 ? и / ^ 2 А 2А 112 2-112
оу =рК 2 -10~ 6 =1100-302 -10"6 =0,99 Н/мм2,
сти1 = £ — = 370• 3^ - = 5,18 Н/мм2, d, 200
ощах = 2,77 + 0,99 + 5,18 = 8,94 Н/мм 2 > [о]р = 8 Н/мм 2
Следует увеличить диаметр ведущего шкива и ширину ремня и произвести перерасчет передачи:
1 . ^1 = 250 мм.
2 . d2 = 250 • 3,2• (1 -0,015)= 788-+ </2 |
= 800 мм- |
|||
3. иф = |
------ Ш ------- |
= 3 24 |
Аи = 3 ’-2 |
4 ~ — = 0,015 = 1,5 % < 3 % ■ |
Ф |
250-(1-0,015) |
’ |
’ |
3,2 |
4. а >1,5 (800+ 250) =1575 мм.
5. / = 2 • 1575 + -(800 + 250) + (80° 25°) = 3 1 5 0 + 1648,5 + 48 = 2 ' ’ 4-1575
4806,5, / = 5000 мм.
8
52-103
10.Ft = — = 138,7 Н .
'37,5
1 1 . [а]„ = 2,32 • 0,94 • 0,91 • 0,9 • 0,9 = 1,61 м/с.
138 7 1 2 . Ъ= ------:— = 30,76 мм, принимаем Ъ =50 мм.
2 ,8 • 1,61
13.Л = 5 - 6 = 2,8-50 = 140 мм2.
14.F0 =2 -140 = 280 Н.
138 7 |
138 7 |
15. F, = 280 + A£2il = 3 4 9 3 5 н , F, = 2 8 0 - ^ - = 210,65 Н.
2 |
2 |
280138,7
17.сг, = — + = 2+0,49 = 2,49 Н/мм2,
1402-140
о у |
= 1100-37,52 |
-10- 6 =1,54 Н/мм2, |
а и1 |
= £ — = 370 — = 3,92 Н/мм2, |
|
И1 |
dx |
250 |
a max = 2,49 +1,54 + 3,92 = 7,94 Н/мм2 < 8 Н/мм2
Рассчитать клиноременную передачу от электродвигателя к редуктору привода ленточного транспортера. Требуемая мощность электродвигателя 5,2 кВт при coi = 300 рад/с. Передаточное число ременной передачи и - 3,2. Нагрузка постоянная, работа двухсменная.
1. По номограмме (см. рис. 5.14) для Р = 5,2 кВт и скорости o)j =
=300 рад/с выбираем клиновой ремень нормального сечения А.
2.Минимально допустимый d\j^n = 90 мм (см. табл. 5.3).
3.Принимаем ^imjn=100мм по стандартному ряду диаметров (см. п.
5.2.3)
4. Диаметр ведомого шкива d2 = ^ 1 - е) = 100 • 3,2 • (1 - 0,015) =
= 315,2. Принимаем d2 = 315 мм по стандартному ряду диаметров (см.
п.5.2.3)
5.Фактическое передаточное число
d2 |
315 |
«ф =-d\ (1 —б) |
= 3,19, |
100(1-0,015) |
Aw = и -иф 3,2-3,19 = 0,003 = 0,3 % < 3 %, что допустимо.
и3,2
6 . Ориентировочное межосевое расстояние
а>0,55(di + d2) + h = 0,55 • (100 + 315) + 8 = 236,25 мм * 240 мм.
7.Длина ремня
l = 2a + - (d 2 + d 0 + ^ — -— |
- = 2-240+-(315+100) + (3— |
°) = П80мм. |
||
2 |
4а |
2 |
4-240 |
|
Принимаем / = 1 250 мм по стандартному ряду (см. п. 5.1 ). |
|
|||
8 . Уточненное межосевое расстояние |
|
|
||
|
a = ----------------------------------------------------------------21 - n(d\ +d2) +л/[ 2 1 - n(d\ + d2 ) ] 2 |
- 8{d2 - d x)2 = |
||
_ 2 • 1250 - 7t( 3 15 +100) + V[2 • 1250 - я(315 - 100)]2 |
|
|||
= 278 мм.
8
9. Угол обхвата на малом шкиве