06ЭЭ_Расчет плоскоременной передачи
.pdf
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ AГPAPHЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Теория механизмов и детали машин»
КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
06ЭЭ. Расчет плоскоременной передачи
Методические указания для студентов.
110302.62 – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства
140600.62 – Электротехника, электромеханика и электротехнологии
Ставрополь 2010
1
Методические указания разработали: В.Е. Кулаев, |
В.А. Лиханос, |
А.В. Орлянский, А.В. Бобрышев, |
|
Л.И. Яковлева, |
Н.П. Доронина, |
Е.В. Кулаев. |
|
Рецензент к.т.н. доцент Б.А. Доронин
Одобрены и рекомендованы к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства Ставропольского государственного аграрного университета. Протокол №7 от 28 марта 2009 года
Подписано к печати .2009. Заказ № . Тираж 50 экз.
__________________________________________________________
Издатель: Ставропольский государственный аграрный университет 355014, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12
__________________________________________________________
СГАУ типография Аргус, г. Ставрополь, ул. Мира,347
2
Расчет плоскоременной передачи
u = 2
n1 = 2880мин-1
P1 = 5.5 кВт Исходные данные
формируются на основе кинематического расчета
Рис.1. Плоскоременная передача.
1.Диаметр меньшего шкива определяем по формуле Саверина.
D1 ≈120 |
3 |
P1 |
, где P1 |
- мощность, Вт. |
|
n1 |
|||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
D1 ≈120 |
5500 |
= 149мм . |
||
2880 |
||||
|
3 |
|
|
|
Принимаем ближайший больший диаметр D1=160мм, ГОСТ 17383-73.
2.Диаметр ведомого шкива.
D2 = D1u (1- ε) = 160 2 (1- 0,01) = 317мм ,
где ε - коэффициент относительного скольжения (принимаем ε = 0,01).
По ГОСТ 17383-73 принимаем D2 = 320мм
Уточняем |
u′ = |
|
D2 |
320 |
|
|||
|
|
= |
|
|
= 2,02 |
|||
D |
(1- ε) |
160 |
(1- 0,01) |
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
||
Ошибка |
u = |
u - u′ |
100% = 1% |
|
|
|||
u |
|
|
||||||
Условие |
u = 1% ≤ [ u] = 3% |
|
|
|||||
3.Скорость ремня.
3
V = |
π D1 n1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
где D - диаметр шкива в метрах; |
V = |
π 0,160 2880 |
= 24м/с |
||
|
|||||
1 |
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
||
4.Окружное усилие.
|
P |
5,5 103 |
|
|
F = |
|
= |
|
= 229H |
|
|
|||
t |
V |
24 |
|
|
|
|
|||
5. Допускаемое полезное напряжение (удельное окружное усилие на единицу
площади поперечного сечения).
[K] = K0 C0 Cα CV Cp
где K0 - допускаемое полезное напряжение для горизонтальной передачи при
напряжении от предварительного натяжения δ0 = 1,8МПа и отношении
δ |
= |
1 |
; принимаем K0 = 2,25МПа для прорезиненного ремня [17; с.62]; |
|
D |
40 |
|||
|
|
|||
1 |
|
|
|
С0 - коэффициент, учитывающий расположение передачи; при наклоне до 600 ,
принимаем С0 = 1 [17; с.62];
Сα - коэффициент учитывающий влияние угла обхвата малого шкива;
α = 1800 |
- (600 |
D2 - D1 |
) |
|
|
||||
1 |
|
а |
||
|
|
|||
где а – межосевое расстояние; |
||||
a = 2 (D1 + D2 ) = 2 (160 + 320) = 960мм , принимаем а = 950 мм |
||||
α = 1800 |
- (600 |
320 -160 |
) = 1700 |
|
|
||||
1 |
950 |
|
|
|
|
|
|
||
[α1 ]≥1500
условие выполнено;
C |
α |
= 1 0,003 (180 - α ) = 1 |
0,003 |
(1800 -1700 ) = 0,97 ; |
|
1 |
|
|
|
Cν - учитывает влияние скорости |
|
|||
Cν |
= 1,04 0,0004 ν2 = 1,04 |
0,0004 |
242 = 0,81; |
|
4
Cρ - учитывает условия эксплуатации передачи для привода к:
скребковым конвейерам Cρ = 0,8;
винтовым Cρ = 0,8;
пластинчатым Cρ = 0,9 ;
ленточным Cρ = 1,0 .
Принимаем Cρ = 0,8.
Тогда [K] = 2,25 1 0,97 0,81 0,8 = 1,41
6.Необходимая площадь поперечного сечения ремня.
A = в б = [KFt ] = 1229,41 = 162мм2 .
7.Определяем толщину ремня из условия:
δ |
≤ |
1 |
[δ]≤ |
D1 |
= |
160 |
= 4 мм |
|
D |
40 |
|
|
40 |
||||
|
40 |
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Толщина одной прокладки с прослойкой δ1 = 1,5мм для прорезиненного ремня.
Число прокладок 3...5, принимаем Zпр = 3 , тогда δ = Zпр δ1 = 3 1,5 = 4,5мм .
8.Ширина ремня.
A162
в= δ = 4,5 = 36мм .
Принимаем ремень типа А шириной в = 40мм.
9.Расчетная длина ремня.
|
π |
|
|
(D |
2 |
- D )2 |
|
||||
L = 2a + |
|
(D1 + D2 ) + |
|
|
1 |
|
; |
|
|||
|
|
|
4a |
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
L = 2 950 + |
π |
(160 + 320) |
+ |
(320 -160)2 |
= 2667мм . |
||||||
2 |
2 950 |
||||||||||
5
10.Число пробегов ремня в секунду.
ν = |
V |
= |
24 |
= 9c-1 > [ν ]= 5c-1 . |
|
L |
2,667 |
||||
|
|
|
Поэтому увеличиваем длину ремня L=4800мм, тогда
24
ν = 4,8 = 5c-1 .
Уточняем значение межосевого расстояния:
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
A = |
|
{2 L π (D2 + D1 ) + [2 L π (D2 - D1 )]2 8 (D2 - D1 )2 }= |
|||||||
8 |
|
||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
{2 |
4800 π (320 +160) + [2 4800 π (320 +160)]2 8 (320 -160)2 }= |
||||||
8 |
|
||||||||
= 2021мм
( В таком случае целесообразнее использовать клиноременную передачу)
11.Долговечность ремня.
T = |
σу |
6 |
|
107 |
Ci |
Cн |
; |
|
|||||
σmax |
6 |
|
3600 2 |
ν |
|
|
|||||||
где Ci = 1,5, |
|
Cн = 1,5 - коэффициент учитывающий переменную нагрузку; |
|||||||||||
σу = 7МПа - для плоских прорезиненных ремней. |
|||||||||||||
σmax = σ1 + σи + σу ; |
|
|
|
|
|
||||||||
σ1 - напряжение в рабочей ветви |
|||||||||||||
σ1 = σ0 + |
|
|
Ft |
|
= 1,8 + |
|
229 |
= 2,4МПа , |
|||||
|
2 δ |
|
2 4,5 40 |
||||||||||
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|||||
σ0 = 1,8МПа - напряжение от предварительного натяжения;
s и - напряжение изгиба, возникающее в ремне при огибании малого шкива;
σи = E |
δ |
= 100 |
|
4,5 |
= 2,8МПа ; |
|
160 |
||||
|
D1 |
|
|||
6
E ≈100МПа - модуль упругости для прорезиненных ремней.
σv - напряжение от центробежных сил;
|
σv = ρ |
V2 |
10 6 |
; |
|
|
|
где ρ |
- плотность ремня; для прорезиненных ремней ρ = 100кг/м3 . |
||||||
|
σv = 1000 |
242 |
10 6 = 0,57МПа ; |
||||
|
σmax = 2,4 + 2,8 + 0,57 = 5,77МПа ; |
||||||
|
T = |
76 |
107 |
1,5 |
1,5 |
||
тогда |
|
|
|
|
= 1992час ; |
||
5,776 |
|
3600 2 |
5 |
||||
12.Силы, действующие в ременной передаче.
Сила предварительного натяжения.
F0 = σ0 в δ = 1,8 40 4,5 = 324H ;
Натяжение ведущей ветви.
F1 = F0 + F2t = 324 + 2292 = 439H ;
Натяжение ведомой ветви.
F = F |
|
Ft |
= 324 |
|
229 |
= 210H ; |
|||||
2 |
2 |
||||||||||
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Давление на вал. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Q = 2 |
|
F sin |
α1 |
= 2 324sin |
170 |
= 646H |
|||||
|
|
|
|||||||||
|
|
0 |
|
2 |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
13.Шкивы плоскоременной передачи.
7
Ведущий и ведомый шкивы намечаем изготовить из серого чугуна СЧ 15 ГОСТ 1412-70.
В плоскоременных передачах внешняя поверхность обода одного из двух шкивов выполняется сферической или с двумя конусами (рис. 2).
Рис.2 Варианты внешней поверхности шкивов.
Эскиз возможной конструкции шкива с симметричным расположением рабочей поверхности показан на рисунке 3.
8
Рис.3. Шкив плоскоременной передачи.
Ширина шкива В =50мм., зависит от ширины ремня. [3,стр.67]
Стрела выпуклости зависит от ширины обода и диаметра шкива:
B = 50мм ; D1 = 160мм ; |
у1 = 0,8мм ; |
D2 = 320мм ; |
у2 = 1мм . |
Толщина обода у края. |
|
S = 0,005 D + 3мм = 0,005 320 + 3 = 4,6мм , принимаем S=8мм.
Толщина диска.
δ = (0,8...1,0) S = (0,8...1,0) 8 = 6,4...8мм , принимаем δ =8мм.
Диаметр ступицы.
dст =1,6 d =1,6 28 = 44,8мм, принимаем dст = 45мм .
9
Длина ступицы.
lст = (1,2...1,5) d = (1,2...1,5) 28 = 33,6...42мм , принимаем lст = В = 50мм
Шкивы выполняют дисковыми, если их расчетный диаметр с учетом типа ремня не превышает:
О- до 160 мм
А- до 200 мм Б - до 250 мм
В- до 355 мм
Д- до 400 мм
Шкивы большего диаметра выполняют со спицами, материал – чугун СЧ 15-32 ГОСТ 1420-70 (литье) или сталь 20Л ГОСТ (литье) при V>30м/c.
Элементы конструкции шкива со спицами показаны на рис. 4.
Рис. 4 Элементы конструкции шкива со спицами.
10