дулевич
.pdfПримечание. Внутреннюю длину ремня принимают из ряда L, мм: 250, 260, 280, 300, 320, 340, 350, 380, 400, 420, 450, 480, 500, 530, 560, 600, 630, 670, 710, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1060, 1120, 1180, 1250, 1320, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 2000, 2120, 2240, 2360, 2500, 2650, 2800, 3000, 3150, 3350.
Синтетические тканые ремни (ОСТ 17–969–84) являются наиболее перспективными ввиду их повышенной прочности, долговечности и возможности обеспечить высокий коэффициент трения.
Синтетические ремни изготавливаются в ограниченном диапазоне размеров из мешковых капроновых тканей просвечивающего переплетения. Они пропитываются раствором полиамида С–6 и покрываются пленкой на основе этого полиамида с нитрильным каучуком. Удельная разрушающая нагрузка составляет для ремней толщиной 0,8–1,0 мм соответственно 60 и 90 Н/мм, модуль упругости при растяжении статический 1200 и 1400 МПа и динамический 1400 и 1650 МПа. Допустимая скорость ремня при толщине 0,8 мм равна до 75 м/с, при толщине 1,0 мм – до 40 м/с.
Кожаные ремни обладают универсальными эксплуатационными свойствами, высокой несущей способностью и долговечностью, допускают работу со значительными скоростями (40–45 м/с), хорошо работают в условиях переменных и ударных нагрузок, ввиду своей гибкости могут работать на шкивах малых диаметров. Кожаные ремни предназначены для передачи малых и средних мощностей и имеют ширину 20–300 мм; применяются крайне редко из-за дефицитности.
Хлопчатобумажные ремни используют в легких быстроходных передачах со шкивами малых диаметров. Они более дешевы, чем другие, но менее долговечны и более чувствительны к повреждению кромок. Выпускаются ремни цельнотканые самосвязанного переплетения 4-, 6-, 8-слойные шириной 30–250 мм и бесконечные тканые и шитые ремни шириной 30, 40 и 50 мм. Данный вид ремней выходит из употребления.
Ременные передачи плоским ремнем широко применяются в различных отраслях машиностроения. Обычно плоскоременные передачи используются для изменения угловой скорости приводного вала и занимают место между электродвигателем и редуктором. В учебной литературе описываются усложненные виды плоскоременных передач: полуперекрестные, перекрестные, с натяжным роликом. На практике такие передачи используются редко, поэтому приводится методика расчета для открытых передач с параллельными осями валов.
28
2.3. Расчет плоскоременных передач
Исходными данными для расчета являются: мощность P1, кВт, крутящий момент Т1, Н · м; угловая скорость ω1, с–1 ; частота вращения n1, мин–1 , на ведущем валу; передаточное число U; срок службы.
Выбор типа приводного ремня осуществляется в зависимости от условий работы (см. табл. 2.4). В данном методическом пособии изложена методика расчета для широко применяемых резинотканевых ремней, которая выполняется в следующей последовательности.
1. Определяют диаметр малого (ведущего) шкива D1, мм (рис. 2.4), по формуле
D ≈ 583 |
Т |
1 |
, |
(2.1) |
1 |
|
|
|
|
где T1 – крутящий момент на валу ведущего шкива, Н · м. |
|
|||
2. Диаметр ведомого шкива D2, мм, будет равен |
|
|||
D2 = D1U (1 − ξ), |
(2.2) |
|||
где ξ – коэффициент скольжения ремня (ξ = 0,01–0,02).
Полученные в результате расчета значения диаметров шкивов округляют до стандартного значения по ГОСТ 17383 из следующего ряда значений: 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000 мм.
|
|
D2 |
n1 |
F2 |
n2 |
|
|
|
Ft |
|
|
O1 |
F0п |
O2 |
α1 |
|
α2 |
|
|
|
D1 |
F1 |
|
|
|
a |
Рис. 2.4. Геометрические и силовые параметры ременной передачи
3. Уточняют передаточное число передачи:
29
30
|
|
|
Таблица 2.4 |
|
Выбор приводного ремня в зависимости от условий работы |
||||
|
|
|
|
|
|
Виды приводных ремней |
|
||
|
Хлопчато- |
Хлопчато- |
|
|
|
бумажные |
Шерстяные |
||
Прорезиненные |
бумажные |
|||
тканые и |
тканые |
|||
|
шитые |
|||
|
прошивные |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
Малые, |
Малые, |
|
Малые, средние, крупные |
средние, |
|||
средние |
||||
|
|
крупные |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Высокая |
Средняя |
Низкая |
||
|
|
|
|
|
Прорезные – 30, |
25 |
20 |
30 |
|
завернутые – 20 |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Маслослойные (5) |
Особые |
Особые |
Шелковые (5) |
|
бесконечные |
||||
|
бесконечные |
льняные |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Средний |
Большой |
Малый |
||
|
|
|
|
|
Не рекомендуется |
Допустимы |
Весьма |
||
пригодны |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
.%10≤][ U другойвыбратьнеобходимовыполняется, не условие данное Если стремитьсяСледуетшкивовобоих. или одного диаметр стандартный фактическогоотклонениечтобы,шкивов диаметры такие выбрать минимальнымбыло. заданного от числа передаточного |
3).(2 . ξ − ) 1( |
|||||
При |
|
= |
||||
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
ф |
|
этом |
1 |
|
D |
|||
|
|
|
|
D |
|
|
должно |
|
|
2 |
|||
условиевыполняться |
|
|
|
|||
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
U − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31
Окончание табл. 2.4
3 |
4 |
5 |
|
6 |
На 20–30% |
На 25–35% |
На 30–40% |
На 40–50% |
|
|
|
|
|
|
Хорошо |
Недостаточно |
|
Удовлетво- |
|
удовлетворительно |
|
рительно |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
До 60º (4) |
Устойчивая до 50º |
|
Колебания |
|
|
|
|
|
до 60º |
|
|
|
|
|
С двухсторонней |
Не допустимы |
|
Пригодны |
|
обкладкой |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пригодны (3) |
Не пригодны |
|
Пригодны |
|
|
|
|
|
|
Не пригодны |
Пригодны |
|
Не пригодны |
|
|
|
|
|
|
Допустимы |
|
Пригодны |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
Пригодны (4) |
Не рекомендуется |
|
||
|
|
|||
Примечания: 1. Растительного и хромрастительного дубления. 2. |
||||
Хромового |
дубления. |
3. |
С |
обкладками. |
Условия работы |
|
|
Кожаные |
||
|
||
|
|
|
1 |
2 |
|
Передаваемая |
Малые, средние |
|
мощность |
||
|
||
|
|
|
Удельная тяговая |
|
|
способность |
|
|
|
|
|
Предельная |
40 |
|
скорость |
||
|
||
|
|
|
При повышенных |
Хромовые (5) |
|
скоростях |
|
|
|
|
|
Минимальный |
Средний (1). |
|
диаметр шкива |
Малый (2) |
|
Резкие колебания |
|
|
рабочей нагрузки |
Весьма пригодны |
|
(удары) |
|
32
1 |
2 |
|
Допускаемые |
|
|
кратковременные |
На 40–50% |
|
перегрузки |
|
|
|
|
|
Сохраняют |
Удовлетворительно |
|
начальное натяжение |
||
|
|
|
Допускаемая |
До 50º (1), |
|
повышенная |
до 70º (2) |
|
температура |
|
|
|
|
|
|
Хорошо |
|
Повышенная |
прожированные |
|
специальным |
||
влажность |
||
водостойким |
||
|
||
|
клеем |
|
Водяной пар |
Пригодны (2) |
|
Едкие пары, газы |
Не пригодны |
|
|
|
|
Кислоты |
|
|
|
|
|
Щелочи |
Пригодны (2) |
|
|
||
Бензин |
||
|
||
|
|
|
Пыль |
|
|
|
|
4. Находят скорость ремня V, м/с, по формуле
V = ω1D1 £ 30 , |
(2.4) |
2000 |
|
где w1 – угловая скорость на валу ведущего шкива, с–1 ; D1 – |
диаметр |
ведущего шкива, мм. |
|
Если скорость ремня будет больше максимальной, необходимо |
|
уменьшить диаметры шкивов. |
|
5. Определяют минимальное межосевое расстояние amin, мм, по |
|
следующей формуле: |
|
amin ³ 2(D1 + D2 ). |
(2.5) |
Принимают межосевое расстояние равным апр. При этом должно выполняться условие апр ³ amin (см. рис. 2.4).
6. Проверяют угол обхвата малого (ведущего) шкива ремнем a1, град, по формуле
a1 |
= 180° - |
57°(D2 − D1 ) |
³ [a1 ], |
(2.6) |
|
||||
|
|
aпр |
|
|
где [a1] – |
минимальный допускаемый угол обхвата ([a1] = 150º). |
|||
Если указанное ограничение не выполняется, |
то необходимо |
|||
увеличить межосевое расстояние aпр и повторить расчет угла обхвата. 7. Вычисляют требуемую длину ремня L, мм, по следующей
формуле:
L = 2a + p(D2 + D1 ) |
+ (D2 - D1 )2 . |
(2.7) |
|
пр |
2 |
4aпр |
|
|
|
||
Полученное значение округляют до целого.
8. Проверяют долговечность ремня по числу пробегов ремня в секунду по формуле
x = |
V |
£ [x], |
|
|
(2.8) |
||
|
|
|
|||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
где V – скорость ремня, м/с; L – |
длина ремня, м; [x] – |
допускаемое |
|||||
число пробегов ремня. Для плоских ремней [x] = 5 с–1 . |
|
|
|
|
|||
Если указанное ограничение не выполняется, |
необходимо |
||||||
|
|
|
|
|
L ³ |
V |
|
увеличить длину ремня до |
размера, превышающего |
[x] |
, |
||||
|
|
|
|
|
32 |
||
и уточнить межосевое расстояние аутч, мм, по следующей формуле:
|
|
2L − π(D2 + D1 ) + |
|
|
|
|
|
aутч |
= |
(2L − π(D2 + D1 ))2 |
− 8(D2 |
− D1 )2 |
, (2.9) |
||
8 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
аугол обхвата малого шкива α1 – по формуле (2.6).
9.Определяют расчетную толщину δ, мм, ремня из нижеприведенного выражения
δ = 0,025D1 , (2.10)
где D1 – диаметр малого (ведущего) шкива, мм.
10. В зависимости от полученной скорости ремня V, м/с, по табл. 2.5 выбирают вид ремня, толщину прокладки δ1, мм, и определяют требуемое количество прокладок Z по следующей формуле:
Z = |
δ |
. |
(2.11) |
|
|||
|
δ |
|
|
|
1 |
|
|
Полученное значение округляют до целого Zпр в меньшую сторону. Принятое значение Zпр должно попадать в заданный интервал (табл. 2.5).
|
|
|
|
Таблица 2.5 |
Технические данные плоских резинотканевых ремней |
||||
|
|
|
|
|
|
Вид ремня и рекомендуемые скорости, м/с |
|||
|
АНарезные(V ≤ 30) |
Б Послойно |
|
В Спирально |
Число |
завернутые (V ≤ 20) |
завернутые (V ≤ 15) |
||
прокладок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ширина ремня bр, мм |
||
2 |
– |
20–45 |
|
– |
3 |
– |
– |
|
20–40 |
3–5 |
20–71 |
– |
|
20–71 |
3–6 |
80–112 |
– |
|
80–112 |
4–6 |
125–250 |
150–250 |
|
125–250 |
4–8 |
280–355 |
280–335 |
|
280–355 |
|
|
|
|
|
[σ0], МПа |
1,6 |
1,8 |
|
2,4 |
δ1, мм |
1,5 |
1,25 или 1,50 |
|
1,25 |
33
Примечание. Ширину ремня назначают из ряда bр, мм: 20, 25, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355.
11. Вычисляют фактическую толщину ремня δф, мм, по формуле
δф = δ1Zпр . |
(2.12) |
12. Рассчитывают допускаемое полезное напряжение [σt], МПа, |
|
по следующей формуле: |
|
[σt ] = σ01Kα KV K0 Kр , |
(2.13) |
где σ01 – номинальное полезное напряжение при |
стандартных |
условиях (горизонтальная передача при угле обхвата α = 180º, скорость ремня V = 10 м/с, спокойная односменная работа и нормальные условия окружающей среды). Значения σ01 для
прорезиненных |
ремней при |
напряжении |
от |
предварительного |
|||||
напряжения |
σ0 = |
1,8 МПа |
в |
зависимости |
от |
отношения x = |
D1 |
||
δ |
|
||||||||
определяют по формуле |
|
|
|
|
|
|
|||
s01 = 8 ×10−7 x3 - 2 ×10−4 x2 + 0,0187x +1,7708 ; |
|
|
|
||||||
Kα – |
коэффициент, учитывающий угол обхвата на малом шкиве, |
||||||||
находят по следующей формуле: |
|
|
|
|
|
||||
Kα = 0,003α1° + 0,46 , |
|
|
|
|
|
|
|||
где aº – угол обхвата ведущего шкива, град; |
|
|
|
|
|||||
KV |
– |
коэффициент, |
учитывающий |
влияние натяжения |
от |
||||
центробежной силы, уменьшающей сцепление ремня со шкивом, вычисляют по формуле
K |
= 1,006 - 0,0001V 2 + 0,006 V , |
|
|
V |
|
|
|
где V – скорость ремня, м/с; |
|
||
K0 – |
коэффициент, учитывающий расположение передачи (табл. 2.6); |
||
Kр – |
коэффициент, учитывающий влияние режима работы (табл. 2.7). |
||
|
|
|
Таблица 2.6 |
|
Влияние угла наклона передачи на K0 |
|
|
|
|
Угол наклона передачи g |
Значение K0 |
|
|
|
|
γ |
34 |
|
γ ≤ 60º |
1,0 |
|
60º < γ ≤ 80º |
0,9 |
|
80º < γ ≤ 90º |
0,8 |
|
|
|
Таблица 2.7
Коэффициент динамичности и режима нагрузки Kр при работе привода от электродвигателя постоянного, или переменного тока, или асинхронного с короткозамкнутым ротором
Характер нагрузки |
Приводимые в движение |
|
Количество |
||||||
|
|
смен |
|
||||||
|
|
машины |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
пусковая |
рабочая |
|
1 |
|
2 |
3 |
|||
|
|
|
|
|
|||||
120% |
Постоян |
Вентиляторы, |
центробежные |
1,0 |
|
0,9 |
0,8 |
||
|
ная |
насосы и компрессоры, станки |
|
|
|
|
|||
|
|
токарные, |
сверлильные |
и |
|
|
|
|
|
|
|
шлифовальные. |
Ленточные |
|
|
|
|
||
|
|
конвейеры |
|
|
|
|
|
|
|
150% |
Небольш |
Станки фрезерные, револьверные. |
0,9 |
|
0,8 |
0,7 |
|||
|
ие |
Поршневые |
|
компрессоры, |
|
|
|
|
|
|
колебани |
насосы. Пластинчатые конвейеры |
|
|
|
|
|||
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
200% |
Значител |
Реверсивные приводы: станки |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
||||
|
ьные |
строгальные |
и |
долбежные. |
|
|
|
|
|
|
колебания |
Прессы |
винтовые |
и |
|
|
|
|
|
|
|
эксцентриковые. |
Конвейеры |
|
|
|
|
||
|
|
винтовые, цепные, скребковые, |
|
|
|
|
|||
|
|
элеваторы |
|
|
|
|
|
|
|
300% |
Весьма |
Бегуны |
и |
глиномялки. |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
||
|
неравном |
Лесопильные рамы. Ножницы, |
|
|
|
|
|||
|
ерная, |
молоты, дробилки, шаровые |
|
|
|
|
|||
|
ударная |
мельницы. |
Подъемники |
и |
|
|
|
|
|
|
|
экскаваторы |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Для приводов от синхронных электродвигателей переменного тока, асинхронных с контактными кольцами, а также от двигателей внутреннего сгорания табличное значение уменьшают на 0,1.
13. Определяют окружную силу Ft, Н, передаваемую ремнем, из соотношения
35
F = 2000T1 , (2.14)
t |
D1 |
|
где Т1 – крутящий момент на валу меньшего шкива, Н · м; D1 – диаметр ведущего шкива, мм.
14. Рассчитывают требуемую ширину ремня bр, мм, по формуле
bр |
³ |
Ft |
, |
(2.15) |
||
[st |
]d |
|||||
|
|
|
|
|||
где Ft |
– |
|
окружная сила, Н; [st] – |
допускаемое полезное |
||
напряжение, МПа; d – толщина ремня, мм. |
|
|||||
Полученное значение округляют в |
большую сторону до |
|||||
стандартного значения ширины ремня (см. табл. 2.5).
Вычисляют напряжение от предварительного натяжения ремня
s0, МПа, по следующей формуле: |
|
||||||||
s0 = |
F0 |
£ [s0 ], |
|
(2.16) |
|||||
|
|
|
|
||||||
|
|
dbр |
|
|
|
|
|||
где F0 – начальное натяжение ремня, Н, равное |
|
||||||||
F = |
|
F (e fα1 |
+1) |
|
|
||||
|
t |
|
|
|
|
, |
(2.17) |
||
|
2 (e fα1 |
-1) |
|||||||
0 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где e – основание натурального логарифма (e = 2,71); f – коэффициент трения между ремнем и шкивом (для прорезиненных ремней и стальных и чугунных шкивов f = 0,3); a1 – угол обхвата на малом шкиве, град;
[s0] – допускаемое напряжение от предварительного натяжения
(см. табл. 2.5), МПа.
Если условие не выполняется, необходимо увеличить ширину ремня из условия
bр |
³ |
F0 |
|
|
. |
(2.18) |
|
d[s0 |
] |
||||||
|
|
|
|
||||
Полученное значение ширины ремня округляют в большую сторону до стандартного (см. табл. 2.5). Если ширина ремня выйдет за пределы интервала, необходимо увеличить количество прокладок и повторить расчет начиная с п. 11.
15. Определяют время работы ремня Lh, ч, по формуле
36