5. Расчет и проектирование поликлиновой ременной передачи открытого типа

Выбор ремня

По номограмме [1c84] выбираем ремень сечения К

Диаметры шкивов

Минимальный диаметр малого шкива d_1min =40 мм [1c84]

Принимаем диаметр малого шкива на 1…2 размера больше

d₁ = 63 мм

Диаметр большого шкива

d₂ = d₁u(1-ε) = 63∙2,99(1-0,02) = 185 мм

где ε = 0,02 – коэффициент проскальзывания

принимаем d₂ = 180 мм

Фактическое передаточное число

u = d₂/d₁(1 – ε) = 180/63(1 – 0,02) = 2.92

Отклонение от заданного

Δu = (2,99 – 2,92)·100/2,99 = 2,3% < 3%

Межосевое расстояние

a > 0,55(d₁+d₂) + H = 0,55(63+180) + 4,0 = 138 мм

h = 4,0 мм – высота ремня сечением K

принимаем а = 200 мм

Длина ремня

L = 2a + w +y/4a

w = 0,5π(d₁+d₂) = 0,5π(63+180) = 382

y = (d₂ - d₁)² = (180 – 63)² =13689

L = 2∙200 + 382 +13689/4∙200 = 799 мм

принимаем L = 800 мм

Уточняем межосевое расстояние

a = 0,25{(L – w) + [(L – w)² – 2y]^0,5} =

= 0,25{(800 – 382) +[(800 – 382)² - 2∙13689]^0,5} = 200 мм

Угол обхвата малого шкива

α₁ = 180 – 57(d₂ – d₁)/a = 180 – 57(180- 63)/200 = 147º

Скорость ремня

v = πd₁n₁/60000 = π63∙1420/60000 = 4,7 м/с

Окружная сила

F_t = N/v = 1,09∙10³/4,7 = 232 H

Допускаемая мощность передаваемая одним ремнем

Коэффициенты

C_p = 0,9 – спокойная нагрузка при двухсменном режиме

C_α = 0,91 – при α₁ = 147º

С_l = 1,02 – коэффициент учитывающий отношение L/L₀, L₀=0,71 м

[Р] = Р₀C_pC_α

P₀ = 1,76 кВт – номинальная мощность передаваемая одним ремнем

[Р] = 1,76∙0,9∙0,91·1,02 = 1,47 кВт

Число клиньев

Z = 10Р/[Р] = 10·1,09/1,47 = 7,4

принимаем Z = 8

Натяжение ветви ремня

F₀ = 850Р /VC_pC_α =

= 850∙1,09/4,7∙0,91∙0,9 = 241 H

Сила действующая на вал

F_в = 2F₀sin(α₁/2) = 2∙241sin(147/2) = 502 H

Прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении

ведущей ветви ремня

σ_max = σ₁ + σ_и+ σ_v < [σ]_p = 10 Н/мм²

σ₁ – напряжение растяжения

σ₁ = F₀/A + F_t/2A = 241/67 + 232/∙2∙67 = 5,33 Н/мм²

А – площадь сечения ремня

А = 0,5b(2H – h)

b – ширина ремня

b = (z – 1)p + 2f = (8 – 1)2,4 + 2·3,5 = 23,8 мм

А = 0,5·23,8(2·4,0 – 2,35) = 67 мм²

σ_и – напряжение изгиба

σ_и = E_иh/d₁ = 80∙2,35/63 = 2,98 Н/мм²

E_и = 80 Н/мм² – модуль упругости

σ_v = ρv²10^-6 = 1300∙4,7²∙10^-6 = 0,03 Н/мм²

ρ = 1300 кг/м³ – плотность ремня

σ_max = 5,33+2,98+0,03 = 8,34 Н/мм²

условие σ_max < [σ]_p выполняется

6 Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t = 1278 Н

радиальная

F_r = 470 H

осевая

F_a = 182 H

Консольная сила от ременной передачи действующая на быстроходный вал

F_в = 502 Н.

Консольная сила от муфты действующая на тихоходный вал

F_м = 125·Т₃^1/2 = 125·103,5^1/2 = 1272 Н

Рис. 6.1 – Схема нагружения валов цилиндрического редуктора

7. Разработка чертежа общего вида редуктора.

Материал быстроходного вала – сталь 45,

термообработка – улучшение: σ_в = 780 МПа;

Допускаемое напряжение на кручение [τ]_к = 10÷20 МПа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ > (16·21,3·10³/π10)^1/3 = 22 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 25 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,21,5)d₁ = (1,21,5)25 = 3038 мм,

принимаем l₁ = 35 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 25+22,2 = 29,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 30 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,530 = 45 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 30 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ > (16·103,5·10³/π15)^1/3 = 33 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 35 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)35 = 3552 мм,

принимаем l₁ = 50 мм

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 35+22,5 = 40,0 мм,

где t = 2,5 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 40 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2540 = 50 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 40 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 40+3,22,5 = 48,0 мм,

принимаем d₃ = 48 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №206 для быстроходного вала и №208 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника

d мм

D мм

B мм

С кН

С0 кН

№206	30	62	16	19,5	10,0

№208

40

80

18

32,0

17,8