0057 / Dmitrieva_Detali_mashin_i_osnovy_konstruirovania_Kratkiy_kurs_Primery_raschetov
.pdf
ПРИМЕР РАСЧЕТА КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ |
141 |
|
|
диаметр меньшего шкива dw1 увеличивать по сравнению с минимально допустимым значением, руководствуясь стандартом (табл. 11.4). При этом необходимое число ремней сокращаем. По формуле (11.2) определяем dw2 и согласно (11.3) диапазон межосевых расстояний а. С учетом задания и кинематической схемы привода судят о приемлемости dw2 , после чего выбираем одно конкретное значение аw. По формуле (11.4) рассчитываем длину ремня Lw , которую округляем до стандартной L (см. примечание к табл.
11.2), что потребует уточнения а по формуле (11.5).
2. Геометрические параметры передачи
Диаметр ведомого шкива dw2 = dw1u = 125 3,1 = 387,5 мм. Применим стандартный шкив. Тогда согласно табл. 11.4 ок-
ругляем полученный диаметр: dw2 до 400 мм. Уточняем передаточное число по формуле (11.2):
u = dw2 = 400 = 3,2. dw1 125
Отклонение от исходного передаточного отношения составля-
ет 3 %, т.е. не превышает допустимых 4 %.
3. Межосевое расстояние определяем по формуле (11.3):
0,7(dw1 + dw2 ) < aw < 2(dw1 + dw2 );
0,7(125 + 400) < aw < 2(125 + 400);
367,5 < aw < 1030;
рекомендуется также aw ≥ 0,99dw2 = 0,99 400 = 396 мм.
4. Расчетная длина ремня определяем по формуле (11.4):
Lw = 2a + |
π |
(dw1 + dw2 ) + |
(dw2 − dw1)2 |
= |
|
||||
|
|
|
|
||||||
2 |
|
|
|
|
4a |
|
|
||
= 2 396 + |
3,14 |
(125 + 400) + |
|
(400 − 125)2 |
= 1664 мм. |
||||
|
|
4 396 |
|||||||
2 |
|
|
|
|
|||||
Из табл. 11.2 принимаем стандартную длину ремня L = 1800 мм.
142 |
Глава 11. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ |
|
|
5. Межосевое расстояние уточняем по формуле (11.5):
|
|
|
dw1 + dw2 |
|
|
|
|
|
dw1 + dw2 |
|
2 |
(dw2 |
||||
|
|
− π |
|
+ |
|
|
|
|
|
|||||||
aном = 0,25 L |
|
|
|
|
L − π |
|
|
|
|
|
− 8 |
|||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
125 |
+ 400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0,25 1800− |
3,14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
125+ |
400 2 |
− |
|
400 |
−125 2 |
= 424 мм. |
||||||
1800− 3,14 |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− dw1) |
|
2 |
|
|
|
|
= |
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найденное межосевое расстояние удовлетворяет рекомендациям.
Рис. 11.9. Номинальные мощности, допускаемые базовой эталонной передачей ремнем сечения Z(0) при Lp = 1320 мм
ПРИМЕР РАСЧЕТА КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ |
143 |
|
|
Рис. 11.10. Номинальные мощности, допускаемые базовой эталонной передачей ремнем сечения А при Lp = 1700 мм
Рассчитываем по формуле (11.14) скорость ремня v, а по формуле (11.13) – угловую скорость ω1 малого шкива. По рис. 11.9 – 11.12 устанавливаем номинальную мощность Р0, допускаемую базовую эталонную передачу с одним ремнем, в которой u = 1; αw = 180°; Lw = L0; Ср = 1,0 (см. тип передачи – рис. 11.4, а). В этой передаче при F1 
F2 = 5 обеспечивается полуторакратный запас сцепления до наступления полного буксования ремня. Значения Р0 согласно отечественным и международному (МС ИСО 5292) стандартам устанавливаются по зависимости
144 |
Глава 11. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ |
|
|
|
|
|
|
C |
2 |
− C3 (d1ω1)2 |
|
P0 |
= d1ω1 |
C1 |
− |
|
− C4 lg(d1ω1) , |
||
|
|
||||||
|
|
|
|
d |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где C1, C2, C3, C4 – константы, задаваемые производителем ремней.
6. Угол обхвата ремнем малого шкива определяем по формуле (11.1):
α |
|
= 180° − 57° |
dw2 − dw1 |
= 180° − 57° |
400 −125 |
= 143°. |
w1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
424 |
|
|
Это также удовлетворяет требованию по минимальному углу обхвата αmin = 120º.
Рис. 11.11. Номинальные мощности, допускаемые базовой эталонной передачей ремнем сечения В при Lp = 2240 мм
ПРИМЕР РАСЧЕТА КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ |
145 |
|
|
7. Скорость ремня определяем по формуле (11.14):
|
πdw1n1 |
3,14 125 1455 |
||
v = |
|
= |
|
= 9,5 м/с . |
|
|
|||
|
60 1000 |
60 000 |
|
|
8. Угловую скорость шкива определяем по формуле (11.13):
ω1 = |
πn1 |
= |
3,14 1455 |
= 152 c |
−1 |
. |
|
|
|
3030
9.По графикам рис. 11.9 – 11.12 определяем P0 в зависимо-
сти от скорости v = 9,5 м/с , типа ремня В класс III и диаметра
dw1 = 125 мм. По рис. 11.11 P0 = 3 кВт, т.е. номинальная мощность на один ремень.
Рис. 11.12. Номинальные мощности, допускаемые базовой эталонной передачей ремнем сечения С при Lp = 3750 мм
|
146 |
|
|
Глава 11. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.7. Зависимость Cα от αw1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αw1, град |
90 |
|
100 |
|
110 |
120 |
|
130 |
140 |
|
150 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cα |
0,69 |
|
0,74 |
|
0,78 |
0,82 |
|
0,86 |
0,89 |
|
0,92 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αw1, град |
160 |
|
170 |
|
180 |
190 |
|
200 |
210 |
|
220 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cα |
0,95 |
|
0,98 |
|
1,00 |
1,02 |
|
1,04 |
1,06 |
|
1,08 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
11.8. Значения коэффициента СL |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CL |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Lw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Код ремня |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
A |
|
|
|
B |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
450 |
|
|
0,53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
500 |
|
|
0,58 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
560 |
|
|
0,63 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0,71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
630 |
|
|
0,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,74 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
710 |
|
|
0,73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
800 |
|
|
0,78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
900 |
|
|
0,84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1000 |
|
|
0,88 |
|
|
|
|
0,80 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,86 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1120 |
|
|
0,93 |
|
|
|
|
0,82 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,89 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1250 |
|
|
0,98 |
|
|
|
|
0,85 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0,92 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1400 |
|
|
1,03 |
|
|
|
|
0,87 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
|
|||||||
|
|
|
|
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1600 |
|
|
1,08 |
|
|
|
|
0,90 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
0,98 |
|
|
|
|
|
0,87 |
|
||||||
|
1800 |
|
|
1,13 |
|
|
|
|
0,93 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1,02 |
|
|
|
|
|
0,90 |
|
||||||
|
2000 |
|
|
1,18 |
|
|
|
|
0,95 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1,04 |
|
|
|
|
|
0,92 |
|
||||||
|
2240 |
|
|
1,23 |
|
|
|
|
0,98 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1,07 |
|
|
|
|
|
0,94 |
|
||||||
|
2500 |
|
|
1,27 |
|
|
|
|
1,00 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1,10 |
|
|
|
|
|
0,97 |
|
||||||
|
2800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,02 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1,13 |
|
|
|
|
|
0,99 |
|
||||
|
3150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,05 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1,16 |
|
|
|
|
|
1,01 |
|
||||
|
3550 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,07 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1,20 |
|
|
|
|
|
1,04 |
|
||||
|
4000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,10 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,13 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИМЕР РАСЧЕТА КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ |
147 |
|
|
10. Для проектируемой передачи корректируем допускаемую одним ремнем мощность [P] поправочными коэффициентами,
а именно: из-за изменения угла охвата ремнем меньшего шкива αw1 коэффициентом Cα (табл. 11.7); из-за изменения длины ремня L по сравнению с базовой длиной L0 коэффициентом СL (табл. 11.8):
[Р] = Р |
|
СαСLCu |
0,89 0,87 1,15 |
||
0 |
|
= 3 |
|
= 2,23 кВт, |
|
|
|
||||
|
Cp |
1,2 |
|
||
|
|
|
|||
где Сα = 0,89, зависит от αw1 = 143° (табл. 11.7); СL = 0,87; Сu = 1,15
при u = 3,2 (табл. 11.9); Сp = 1,2.
11. Определяем необходимое число ремней Z по формуле
Z = |
Pном |
7,5 |
= 4,2. |
|
|
= |
|
||
|
[P]Сz |
2,23 0,8 |
||
Предварительно принимаем Сz = 0,8 – коэффициент, учитывающий ожидаемое число ремней в комплекте Z = 4 (табл. 11.10).
Окончательно принимаем Z = 5.
Устанавливаем силу необходимого предварительного натяжения одного ремня – F0:
– для передач группы Ia (см. рис. 11.4)
|
|
|
|
|
F = 750 |
|
PномCpCL |
; |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
0 |
|
ZvCαCu |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
11.9. Значения коэффициента Cu |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
1 |
|
1,1 |
1,2 |
|
1,4 |
|
1,8 |
|
2,5 |
≥3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cu |
|
1 |
|
1,04 |
1,07 |
|
1,1 |
|
1,12 |
|
1,14 |
1,15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
11.10. Значения коэффициента Cz |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Число ремней в передаче |
|
|
|
|
Cz |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
0,80...0,85 |
|
|||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
0,77...0,82 |
|
|||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
0,76...0,80 |
|
|||
|
|
|
|
5–6 |
|
|
|
|
|
0,75...0,79 |
|
||
|
|
|
Св. 6 |
|
|
|
|
|
0,75 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
148 |
Глава 11. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ |
|
|
– для передач группы II (см. рис. 11.5)
F0 = 600 PномCpCL + χqv2 ,
ZvCαCu
где χ – коэффициент, учитывающий совместную жесткость ремня
идеталей передачи, χ = 0,1...0,3.
12.Устанавливаем необходимое предварительное натяжение одного ремня F0: для передач группы Ia (см. рис. 11.4) по формуле
|
PномCpCL |
7,5 1,2 0,87 |
||
F = 750 |
|
= 750 |
|
= 120 Н. |
|
|
|||
0 |
ZvCαCu |
5 9,5 0,89 1,15 |
||
|
||||
13. Сила давления на валы передачи
Fα = 2F0νZ sin α1 . 2
Здесь ν – коэффициент относительного повышения начального натяжения; в передачах типа Ia ν = 1; в передачах типа II по формуле (11.21).
Силу предварительного натяжения F0 контролируют по прогибу ветви f под действием силы Q (рис. 11.13):
f = 1,55 a .
100
Рис. 11.13. Схема контроля силы предварительного натяжения ремня
ПРИМЕР РАСЧЕТА КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ |
149 |
|
|
Значения Q рассчитываем по формуле
Q = F0 + C0 , 16
где C0 – добавка к силе натяжения (табл. 11.11). Сила давления на валы передачи
Fα = 2F0νZ sin αw1 = 2 120 1 5 sin 143° = 1138 H,
2 |
2 |
коэффициент относительного повышения начального натяжения в
передачах типа Ia (см. рис. 11.4) ν = 1.
14. Предварительная сила натяжения F0 контролируется по прогибу ветви f под действием силы Q (см. рис. 11.13):
f = 1,55 aном = 1,55 424 = 6,57. 100 100
Значения Q рассчитываем по формуле
Q = F0 + C0 = 120 + 20 = 8,75 H. 16 16
Здесь C0 – добавка к силе натяжения (табл. 11.11), код ремня В класс III.
11.11. Значения коэффициента C0
|
|
Q для класса: |
|
Код ремня |
|
|
|
I, II |
|
III, IV |
|
|
|
||
|
|
|
|
Z |
5 |
|
10 |
A |
5 |
|
10 |
B |
10 |
|
20 |
C |
15 |
|
30 |
|
|
|
|
Примечание. При стандартном измерении натяжения F0 угол δш
составит согласно (11.11): δш |
= |
2 f |
= 0,031 рад = 1,8°. |
|
|||
|
|
a |
|
|
|
|
|
150 Глава 11. РЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ
11.12. Ресурс работы ремня, ч
Класс ремня |
I |
II |
|
|
III |
|
|
IV |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lh(ср) |
|
2000 |
|
2500 |
|
|
2700 |
|
|
3700 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
П р и м е ч а н и е. Ресурс ремней класса 0 составляет 47 % от ре- |
||||||||||||
сурса ремней класса I. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
11.13. Гарантийный ресурс Lh, ч |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка |
|
0 |
|
I |
II |
|
III |
|
IV |
|
|
Класс |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lh |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Легкая и средняя |
|
250 |
|
500 |
550 |
600 |
|
700 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Тяжелая и очень |
|
125 |
|
250 |
300 |
400 |
|
500 |
|||
|
тяжелая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15. Устанавливаем ориентировочный средний ресурс ремня в эксплуатации при климатических условиях центральной зоны:
Lh = Lh(ср) K1 = 2700 ч,
где K1 = 1 – коэффициент режима нагрузки (см. табл. 11.6) значения Lh(cр) приведены в табл. 11.12.
Гарантийный ресурс Lh(2) приведен в табл. 11.13.
16.Ширина шкива для сечения В и пяти ремней составит
В= (Z −1)l + 2 f = (5 −1)19 + 2 6,57 = 89,146 мм.
Принимаем B = 90 мм.