1. Расчёт клиноременной передачи

Исходные данные:

• 

  Э

  Мощность на валу электродвигателя, Р ^’ = 3,9 кВт;

• Частота вращения вала электродвигателя, n_Э = 720 мин^-1;

• Передаточное число ремѐнной передачи, U_Р = 2,5;

• Передача вертикальная.

Определяем момент на ведущем шкиве:

где T_вед – момент на ведущем шкиве.

По таблице 6.11 [4] из значения (T₁ =49,6 Н·м) выбираем сечение клинового ремня «А (А)».

Из таблицы 10.11[7] определяем основные характеристики клинового приводного ремня:

Размеры сечения Wp=11, W=13, h=8;

Площадь поперечного сечения A₁=81 мм²;

Масса 1 м длинны ремня – 0,105 кг.

Сечение клинового ремня «А» представлено на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – Сечение клинового ремня «А».

Диаметр ведущего шкива при K_d = 3 – 4 определим по формуле:

d₁=3,5⸱ =128 мм

где K_d – коэффициент для клиноременной передачи.

Из предпочтительных расчетных диаметров шкивов по ГОСТ 1284-68 находим d₁ =125 мм.

Скорость ремня рассчитывается по формуле:

где n₄ – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Также рекомендуемое сечение подбираем в зависимости от передаваемой мощности Р₄ и скорости ремня v по табл. 10.15 [7].

Диаметр ведомого шкива рассчитаем по формуле:

𝑑₂ = 𝑑₁ ∙ 𝑈_Р,

𝑑₂ =125 ∙ 2,5 =312,5 мм,

принимаем d₂ = 315 мм.

Рассчитаем предварительное межосевое расстояние по формуле:

𝑎_𝑚𝑖𝑛 = 0,55 ∙ ⁽𝑑₁ + 𝑑₂⁾ + h,

где h – высота ремня, мм.

𝑎_𝑚𝑖𝑛 = 0,55 ∙ ⁽125 +315⁾ + 8 =250 мм.

Длина ремня рассчитывается по формуле:

Принимаем стандартную длину ремня l_Р = 1250 мм по табл. 10.12 [7].

Уточняем значение межосевого расстояния по формуле:

𝑎 = 0,25 ∙ (l_Р – 𝑊) +

где a – уточненное межосевое расстояние, мм;

W = 0,5π⸱ (d₁ + d₂) = 0,5⸱3,14⸱ (125+315) =691,15 мм;

y = 0,25(d₂ – d₁)² =0,25 (315– 125)² =9025 мм².

𝑎 = 0,25 ∙ ((1250 – 691,15) + )=262,22 мм

Определим угол обхвата ведущего шкива:

Коэффициенты согласно указаниям [5] стр. 122…123

С_α — коэффициент учитывающий влияние угла обхвата на малом шкиве (С_α = 0,98).

C_P — коэффициент влияние режима работы (C_p =0,9).

С_L — коэффициент влияние длины ремня (С_L =1).

С_Z — коэффициент учитывающий неравномерность нагрузки по ремням (С_Z = 0,9).

Определим допускаемую мощность на один клиновой ремень по формуле:

𝑃_ДОП = 𝑃₀ ∙ 𝐶_𝛼 ∙ 𝐶_𝑃 ∙ 𝐶_𝐿 ∙ 𝐶_𝑍,

где P_ДОП – допускаемая мощность на один клиновой ремень, кВт;

P₀ – мощность, передаваемая одним ремнём, кВт.

По таблице 6.8 [4] находим значение мощности P₀ = 1,22 кВт передаваемое одним ремнем.

𝑃_ДОП = 1,22 ∙ 0,98 ∙ 0,9 ∙ 1 ∙ 0,9 = 0,96 кВт.

Рассчитаем требуемое количество клиновых ремней по формуле:

принимаем Z = 4.

Определим силу предварительного натяжения ремня по формуле:

Определим силу, действующую на валы:

F_r = 2F₀Zsin(₁/2) = 2×182×4sin(138°/ 2) = 1359 H.

2. Выбор материалов и определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба

По таблице 4.3 [1], в соответствии с тем, что принимаем для шестерни и колеса сталь 40Х с

где и —соответственно твердость поверхностей шестерни и колеса.

Предел контактной выносливости активных поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов нагружений:

Минимальный коэффициент запаса прочности по [1], стр. 104 принимаем

Коэффициент долговечности:

,

где базовое число циклов нагружений, при ;

—действительное число циклов нагружений

где n—частота вращения шестерен, колес, ; —ресурс передачи, ;

- для шестерни быстроходной

;

- для зубчатого колеса быстроходного и шестерни тихоходной

- для зубчатого колеса тихоходной ступени

Коэффициент долговечности:

- для шестерен быстроходной

, поэтому принимаем

- для колеса быстроходного

принимаем

- шестерни тихоходной ступени

поэтому принимаем

- для колеса тихоходной ступени

поэтому принимаем