дулевич
.pdfприводной звездочки Dз = 870 мм, мощность двигателя P1 = 15,5 кВт, частота вращения вала двигателя n1 = 720 мин–1 . Работа в 2 смены. Недостающими данными задаться.
96
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШКИВОВ РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
Шкивы ременных передач изготавливают из чугуна, стали, легких сплавов, пластмасс и дерева. Наружная часть шкива, на которой устанавливают ремень (ремни), называется ободом, а центральная часть, насаживаемая на вал, называется ступицей (рис. 6.1). Обод со ступицей соединяется диском (рис. 6.1, а, б) или спицами (рис. 6.1, в). Если шкив можно надеть на вал с конца, его делают неразъемным (рис. 6.1, а, б, в); если шкив надеть на вал с конца нельзя или если он большого диаметра, что затрудняет перевозку и установку на месте, его делают разъемным (рис. 6.2). Разъем шкива может быть выполнен как по спицам, так и между ними. Наиболее целесообразно делать шкив с разъемом по спицам.
Наибольшее распространение получили шкивы, изготавливаемые из серого чугуна: при окружной скорости передачи V ≤ 5 м/с – СЧ15, при V = 15–30 м/с – СЧ18 и при V = 30–35 м/с – СЧ20. Для усиления обода в плоскости спиц предусматривают ребро (рис. 6.1, в). Чугунные шкивы диаметром до 300–350 мм изготавливают с диском, в котором имеются отверстия круглой формы (рис. 6.1, а, б) для уменьшения массы и удобства крепления шкива на станке при его механической обработке. Шкивы больших диаметров выполняют со спицами в один ряд (рис. 6.1, в) при ширине обода В < 300 мм и в два ряда при ширине обода В > 300 мм. Спицы чугунных шкивов изготавливают обычно эллиптического сечения (рис. 6.1, в), так как по сравнению со спицами круглого сечения они прочнее (при той же площади поперечного сечения) и сопротивление воздуха движению спиц меньше. Поскольку изгибающий момент, возникающий в поперечных сечениях спиц, у обода меньше, то сечение спиц возле обода принимают на 20% меньше, чем у ступицы. Для возможности изготовления литых шкивов внутреннюю поверхность обода и наружную поверхность ступицы делают от середины к краям с линейным уклоном Ð 1:25–1:50.
Количество спиц определяется по формуле
n = (0,143 − 0,166) |
|
, |
(6.1) |
D |
где D – диаметр шкива, мм.
При этом количество спиц рекомендуется брать четным.
95
Если n ≤ 3, то шкив выполняют с диском, или принимается n = 4.
B
h
lст
D |
в |
|
в |
|
в |
|
н |
d |
ст |
D |
ст |
d |
D |
D |
|
|
|
d |
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
lст |
|
|
с
dв
|
B |
δ |
|
|
|
а |
|
б |
a' |
|
|
|
δ |
|
BУклон 1:25
или 1:50
lст
a
ст |
D |
d
h
в
≈0,4B
h
δ
г
h'
96
Рис. 6.1. Конструкция литых шкивов:
а, б – с диском; в – со спицами; г – параметры стрелы прогиба
2 Вариант
1 Вариант
Длина большей оси эллипса h′ спицы (рис. 6.1, в) рассчитывается по следующей формуле
h'³ |
|
38Ft D |
, |
(6.2) |
3 |
n[sи ] |
|||
|
|
|
|
где Ft – окружная сила, Н (разд. 2–5); [σи] – допускаемое напряжение изгиба, МПа (для чугуна [σи] = 30 МПа).
Полученное значение округляют до целого hпр.
Длина малой оси эллипса находится по формуле
а = 0,4hпр . |
(6.3) |
Толщина диска определяется по следующей формуле:
орных шкивов |
с = (1,0–1,2) δ. |
(6.4) |
Стальные сварные и сборные шкивы (рис. 6.2) применяют при окружной скорости до 60 м/с. Обод, диски и спицы этих шкивов изготавливают из низкоуглеродистой стали типа Ст3. Ступицы шкивов изготавливаются из среднеуглеродистых сталей, а в сборных шкивах иногда и из чугуна. Шкивы из стального литья применяют редко.
Шкивы из легких сплавов изготавливают преимущественно из алюминиевого литья. По конструкции они такие же, как и чугунные, но с более тонкими стенками. Так как масса шкивов из легких сплавов по сравнению с чугунными и стальными значительно меньше, то их рационально использовать в первую очередь в быстроходных передачах.
Шкивы быстроходных передач подвергают балансировке. Диаметр ступицы dст (рис. 6.1) определяется по формуле
dст = (1,6 − 2,0)dв , |
(6.5) |
где dв – диаметр вала, вычисляемый из следующего соотношения:
97
dв |
= 3 |
103T |
|
|
, |
(6.6) |
|
0,2[τкр |
] |
||||||
|
|
|
|
||||
где T – |
крутящий момент на валу, Н · м; [τкр] |
– допускаемое |
|||||
пониженное напряжение кручения, МПа ([τкр] = 10–40 |
МПа). |
||||||
Полученные значения должны быть округлены по ГОСТ 6639 до ближайшего из ряда чисел, мм: 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130; 140 и т.д.
Длину ступицы lcт (рис. 6.1) рассчитывают по формуле
lст = 0,33B + dв ³1,5dв . |
(6.7) |
Если условие не выполняется, то принимают lст = 1,5dв.
Шероховатость поверхностей составляет: |
|
||
− |
отверстие в ступице – Ra = 1,6–3,2 |
мкм; |
|
− |
боковые поверхности ступицы – |
на класс ниже чистоты |
|
обработки отверстия – Ra = 6,3 мкм. |
|
|
|
− |
рабочие поверхности Ra = 0,8–1,2 |
мкм; |
|
− |
другие обрабатываемые поверхности Ra = |
3,2–6,3 мкм; |
|
− |
другие, не обрабатываемые поверхности – |
без обработки. |
|
Допуски формы и расположения поверхностей:
1)торцевое биение ступицы в соответствии с табл. 6.1
2)посадка цилиндрического отверстия ступицы – H7.
3)неуказанные предельные отклонения размеров обрабатываемых поверхностей: охватываемых – h14; охватывающих –
H14; прочих – ± IT14/2.
Таблица 6.1
Допуск торцевого биения ступиц
Скорость ремня V, м/с |
≤5 |
≤8 |
≤12 |
≤18 |
≤25 |
>25 |
Допуск торцевого биения, мм |
0,06 |
0,05 |
0,04 |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
Примечание. Если Lст/dв > 1, допуск торцевого биения надо увеличить на
40–50%.
Остальные размеры шкива определяют следующим образом. Для шкивов плоскоременных передач (см. рис. 6.1, а, в, г) диаметр
D, ширину обода В и стрелу выпуклости h принимают по ГОСТ 17383 в зависимости от ширины ремня bр (табл. 6.2 и 6.3).
98
Обод шкива плоскоременной передачи выполняют либо цилиндрическим (рис. 6.1, в), либо слегка выпуклым (рис. 6.1, а), либо с двумя конусами (рис. 6.1, г). Выпуклость делают в целях удержания ремня в средней плоскости шкива, т. е. для центрирования ремня. Так как выпуклость на ободе вредно отражается на долговечности ремня, то обычно лишь один шкив имеет выпуклый обод.
Толщина обода δ (рис. 6.1, г), мм, у края шкивов равна:
|
для чугунных шкивов |
|
|
|
δ = 0,005D + 3 ; |
(6.8) |
||||||||||||||
|
для стальных свертных шкивов |
δ = 0,002(D + 2bр )+ 3 . |
(6.9) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.2 |
||
|
|
|
|
Ширина шкивов плоскоременных передач |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bр |
|
B |
|
bр |
|
B |
|
bр |
|
B |
|
bр |
|
B |
|
bр |
|
B |
||
40 |
|
50 |
|
80 |
90 |
125 |
140 |
|
200 |
|
224 |
|
315 |
|
355 |
|||||
50 |
|
63 |
|
90 |
100 |
140 |
160 |
|
224 |
|
250 |
|
355 |
|
400 |
|||||
63 |
|
71 |
|
100 |
112 |
160 |
180 |
|
250 |
|
280 |
|
– |
|
– |
|||||
71 |
|
80 |
|
112 |
125 |
180 |
200 |
|
280 |
|
315 |
|
– |
|
– |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
||
|
|
|
|
|
|
Стрела выпуклости h шкивов |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр шкива D, мм |
|
|
||||||||||
Ширина обода, мм |
|
250– |
|
315– |
|
400– |
|
500– |
|
630– |
1120– |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
280 |
|
355 |
|
450 |
|
|
560 |
|
1000 |
1250 |
||||
|
|
B ≤ 125 |
|
|
0,8 |
|
1,0 |
|
1,0 |
|
|
1,0 |
|
1,0 |
1,2 |
|||||
125 < B ≤ 160 |
|
0,8 |
|
1,0 |
|
1,2 |
|
|
1,5 |
|
1,5 |
1,8 |
||||||||
160 < B ≤ 200 |
|
0,8 |
|
1,0 |
|
1,2 |
|
|
1,5 |
|
2,0 |
2,2 |
||||||||
Отклонение формы и расположения поверхностей шкивов составляет:
−допуск торцевого биения поверхности обода относительно посадочного отверстия не должен превышать 8-й степени точности, согласно ГОСТ 24643 (табл. 6.4);
−допуск радиального биения поверхности обода относительно оси посадочного отверстия не должен превышать 9-й степени точности в соответствии с ГОСТ 24643 (табл. 6.4).
Для клиноременных шкивов размеры профиля канавок (рис. 6.3) bmin, hmin, bp, t, f, α, h1 и r регламентированы ГОСТ 20898 в зависимости от профиля сечения ремня (табл. 6.5).
99
Обод шкива клиноременной передачи выполняют с канавками клиновой формы (рис. 6.1, б), в которых помещают клиновые ремни.
Пределы расчетных диаметров и числа канавок шкивов клиноременных передач стандартизированы ГОСТ 20889–20897 в зависимости от профиля сечения ремня и конструкции шкива. Ширина обода B, мм, клиноременного шкива (рис. 6.3) равна
B = (Z – 1) t + 2f, |
(6.10) |
где Z – число канавок; t – расстояние между центрами ремней, мм (табл. 6.5); f – расстояние от края шкива до осевой линии первого ремня,
мм (табл. 6.5).
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
Допуск радиального и торцевого биения поверхностей шкивов |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допуск биения, мкм |
|
|
||
радиального |
|
|
торцевого |
|
|
||
|
|
|
Степень |
|
Степень |
||
Диаметр шкива |
|
точности |
Диаметр шкива |
точности |
|||
|
|
|
8 |
9 |
|
8 |
9 |
Свыше 18 до 30 |
|
40 |
60 |
Свыше 16 до 25 |
16 |
25 |
|
Свыше 30 до 50 |
|
50 |
80 |
Свыше 25 до 40 |
20 |
30 |
|
Свыше 50 до 120 |
|
60 |
100 |
Свыше 40 до 63 |
25 |
40 |
|
Свыше 120 |
до 250 |
|
80 |
120 |
Свыше 63 до 100 |
30 |
50 |
Свыше 250 |
до 400 |
|
100 |
160 |
Свыше 100 до 160 |
40 |
60 |
Свыше 400 |
до 630 |
|
120 |
200 |
Свыше 160 до 250 |
50 |
80 |
Свыше 630 |
до 1000 |
|
160 |
250 |
Свыше 250 до 400 |
60 |
100 |
Свыше 1000 до 1600 |
|
200 |
300 |
Свыше 400 до 630 |
80 |
120 |
|
Свыше 1600 до 2500 |
|
250 |
400 |
Свыше 630 до 1000 |
100 |
160 |
|
|
|
|
|
|
Свыше 1000 до 1600 |
120 |
200 |
|
|
|
|
|
Свыше 1600 до 2500 |
160 |
250 |
Примечание. При Lст/dв > 1, IT увеличить на 40–50%.
100
Отклонение формы и расположения поверхностей шкивов составляет:
−допуск биения конусной рабочей поверхности канавки шкива на каждые 100 мм диаметра относительно оси вращения должен быть не более:
0,20при ω ≤ 80 с–1;
0,15 при ω ≤ 160 с–1 ;
0,10 при ω > 160 с–1.
−допуск торцевого биения поверхности обода относительно превышать 8-й степени точности
6.4);
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
r |
|
|
|||
|
|
|
|
t |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
h |
α |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
d |
|
d |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bp
Рис. 6.3. Конструкция обода шкива ременной передачи клиновым ремнем
посадочного отверстия не должен в соответствии с ГОСТ 24643 (табл.
−допуск радиального биения поверхности обода относительно оси посадочного отверстия не должен превышать 9-й степени точности , согласно ГОСТ 24643 (табл. 6.4);
−предельные отклонения угла канавки шкивов, обработанных резанием (табл. 6.5).
Для поликлиновых шкивов размеры профиля канавок t, h0, h1, δ, f, r1 и r2 определяют в зависимости от профиля сечения ремня (табл. 6.6).
Ширина обода B, мм, поликлинового шкива рассчитывается по формуле (6.10). Требования к шероховатости поверхностей, отклонений формы и расположения поверхностей для шкивов поликлиноременных передач такие же, как и для шкивов клиноременных передач.
Для шкивов зубчато-ременных передач с трапецеидальным зубом размеры профиля межзубной впадины представлены
втабл. 6.7.
Диаметр вершин зубьев шкива D0, мм, равен
D0 = D − 2H + k ,
где H – расстояние от нейтральной линии ремня до вершины зуба (табл. 6.7); k – поправка на диаметр вершин зубьев для более равномерного нагружения зубьев (табл. 6.8).
Диаметр впадин зубьев шкива Df, мм, составляет
101
Df = D0 – 2 hш,
где hш – высота зуба шкива, мм (табл. 6.7).
Шаг по диаметру вершин зубьев tш, мм, равен
tш = πD0 . Z
Ширину обода шкива Bш, мм, рассчитывают по формуле
Bш = Bр + m,
где Вр – ширина ремня, мм; m – модуль ремня, мм.
Толщину обода шкива δш, мм, вычисляют по следующей формуле:
δш =1,5m + 2.
Если δш < 6 мм, то δш = 6 мм.
102
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.5 |
||
|
Основные параметры шкивов клиноременной передачи |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Обозначение сечения |
|
|
Конструкция шкива при D, мм |
Размеры профиля канавок, мм |
|
||||||||||||||||
ремня |
|
|
монолитная |
с диском |
|
со спицами |
bmin |
|
hmin |
|
Bp |
|
t |
|
f |
|
|||||
Z |
|
|
63–90 |
|
80–160 |
|
≥180 |
2,5 |
|
7,0 |
|
|
8,5 |
12,0 ± 0,3 |
|
8,0−+1,01,0 |
|
||||
A |
|
|
90–100 |
|
112–200 |
|
≥224 |
3,3 |
|
8,7 |
|
|
11,0 |
15,0 ± 0,3 |
10,0−+1,02,0 |
|
|||||
B |
|
|
– |
|
125–250 |
|
≥280 |
4,2 |
|
10,8 |
|
|
14,0 |
19,0 ± 0,4 |
12,5−+1,02,0 |
|
|||||
C |
|
|
– |
|
200–355 |
|
≥400 |
5,7 |
|
14,3 |
|
|
19,0 |
25,5 ± 0,5 |
17,0−+1,02,0 |
|
|||||
D |
|
|
– |
|
315–400 |
|
≥450 |
8,1 |
|
19,9 |
|
|
27,0 |
37,0 ± 0,6 |
24,0−+1,03,0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Обозначение сечения |
|
|
|
|
D для угла наклона α0 |
|
|
|
|
|
Другие размеры, мм |
|
|||||||||
ремня |
|
|
α = 34º |
α = 36º |
|
|
α = 38º |
|
α = 40º |
|
α± |
|
h1 |
|
r |
|
|||||
Z |
|
|
50–71 |
80–100 |
|
112–160 |
|
>180 |
|
|
|
|
α ± 1º |
|
6 |
|
0,5 |
|
|||
A |
|
|
75–112 |
125–160 |
|
180–400 |
|
>450 |
|
|
|
|
α ± 1º |
|
6 |
|
1,0 |
|
|||
B |
|
|
125–160 |
180–224 |
|
250–500 |
|
>560 |
|
|
|
α ± 1º |
|
8 |
|
1,0 |
|
||||
C |
|
|
|
200–315 |
|
355–630 |
|
>710 |
|
|
|
α ± 30′ |
|
10 |
|
1,5 |
|
||||
D |
|
|
|
315–450 |
|
500–900 |
|
>1000 |
|
|
|
α ± 30′ |
|
12 |
|
2,0 |
|
||||
102
103
