2. Кінематичний і силовий розрахунок приводу

При розрахунку визначають потужність Р, частоту обертання п, кутову швидкість і обертовий момент Т на кожному валу приводу.

2.1. Значення параметрів на валу двигуна:

- потужність Р_д (кВт) - визначається в п.1.3;

- частота обертання п_д (об/хв.) - визначається в п.1.3;

- кутова швидкість _д =, ;

- обертовий момент Т_д =, (Нм).

2.2. Значення параметрів на вхідному валу 1 зубчастої передачі:

- потужність Р₁ = Р_д;

- частота обертання п₁ =;

- кутова швидкість ₁ =;

- обертовий момент Т₁ = .

2.3. Значення параметрів на вихідному валу 2 зубчастої передачі:

- потужність Р₂ = Р₁;

- частота обертання п₂ =;

- кутова швидкість ₂=;

- обертовий момент Т₂ = .

Отримані результати записують в табл. 3.

Таблиця 3

Результати кінематичного і силового розрахунків приводу

Показники	Вал
	двигуна	1	2
Частота обертання п,( об/хв.)
Кутова швидкість , (1/с)
Потужність Р,(кВт)
Обертовий момент Т, (Нм)

3. Розрахунок пасової передачі

3.1. Плоскопасова передача

3.1. Для плоскопасової передачі за відомою потужністю Р_д (кВт), що передається пасом, з табл. 4 вибираються розміри і тип гумотканинного плоского паса із бельтингу Б-820.

3.2. Визначають розрахункове значення діаметра ведучого шківа 1 передачі за формулою

, (мм),

де - потужність двигуна в кВт.

Отримане розрахункове значення слід округлити до найближчого (меншого або більшого) стандартного значення.

Стандартний ряд діаметрів шківів:

100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 320; 360; 400; 500; 560; 710; 800; 900; …..

Стандартне значення d_ш1 не повинно перевищувати значення d_ш1 (табл.4, колонка 5) для вибраного паса.

3.3. Перевіряють виконання умови обмеження напруження згину, які виникають при обгинанні пасом ведучого шківа 1,

,

де δ - товщина вибраного паса.

Якщо співвідношення не виконується, то потрібно брати або більший діаметр шківа d_ш1, або меншу товщину δ .

Таблиця 4

Параметри для гумотканинних пасів із бельтингу б-820

Потужність, яка передається пасом Р, кВт	Число прокладок паса іп	Товщина паса δ, мм	Стандартна ширина паса bп, мм	Діаметр ведучого (малого) шківа dш1, мм	Оптимальне питоме навантаження (iпft0), Н/мм при f0, Н/мм __________________ f0=2 Іf0=2,25Іf0=2,5
1	2	3	4	5	6	7	8
2...3	2	3,0	20; 25; 30; 40; 45	80 100 125	5,0 5,2 5,3	5,4 5,6 5,7	5,8 6,0 6,1
3...10	3	4,5	20; 25; 30; 40; 45; 50; 60; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 125; 150; 200; 250	125 160 200 250	7,1 7,3 7,5 7,7	8,3 8,5 8,7 8,9	8,8 9,1 9,3 9,5
10...20	4	6,0		180 225 280 320	10,2 10,5 10,7 10,9	11,1 11,4 11,6 11,8	12,0 12,3 12,5 12,7
20...40	5	7,5		250 320 400 500	12,7 13,0 13,2 13,5	14,0 14,4 14,6 14,9	15,1 15,5 15,8 16,2

3.4. Визначають розрахункове значення діаметра веденого шківа

.

Отримане значення зводять до стандартного значення .

3.5. Знаходять фактичне передаточне число пасової передачі

.

3.6. Вибирають орієнтовну міжосьову відстань передачі за формулою

.

3.7. Визначають кут обхвату пасом меншого шківа

.

Кут обхвату α₁ впливає на тягову здатність передачі. Для плосопасових передач кут α₁ повинен бути не меншим, ніж 150^о (тобто ). Якщо остання умова не виконується, необхідно збільшити міжосьову відстань а.

3.8. Знаходять довжину паса l

.

3.9. Оцінюють довговічність роботи паса за умовою обмеження числа пробігів паса «і» за одиницю часу

,

де v - швидкість руху паса (м/с), - допустиме число пробігів паса; для плоских гумотканинних пасів =5…6.

Швидкість руху паса визначають за формулою

, (м/с).

У випадку, коли і >, необхідно збільшити довжину паса l , збільшивши для цього міжосьову відстань а і провівши перерахунки, починаючи з п.3.7.

3.10. Визначають корисне навантаження, що передається пасовою передачею

, (Н).

3.11. Знаходять розрахункову ширину паса за формулою

, (мм),

де - допустиме питоме корисне навантаження на одиницю ширини паса, яке визначається за формулою

=.

Причому: - оптимальне питоме корисне навантаження на одиницю ширини паса; і_п -число прокладок в пасі (береться з табл. 4);

Величина вибирається з табл. 4 залежно від питомої сили попереднього натягу паса, що припадає на одиницю ширини однієї прокладки f₀. Для гумотканинних пасів величина f₀ змінюється в межах

f₀ = 2,0 …2,5 Н/мм.

Приймається:

- f₀ =2,0 - для передач з попереднім натягом паса при відносно малій міжосьовій відстані і куті нахилу передачі до горизонту

γ >60^о ;

- f₀ =2,25 - при великій міжосьовій відстані і γ 60^о ;

- f₀ =2,5 - при автоматичному регулюванні натягу віток паса.

Вибравши параметр f₀ , із табл. 4 (колонка 6,7 або 8) для вибраного в п.3.1 паса і для визначеного в п. 3.2 діаметрі шківа d_ш1 визначають значення

.

Знаходять значення коефіцієнтів Cγ , C_α , C_v , C_p.

Коефіцієнт Cγ, що враховує кут γ нахилу передачі до горизонту, рівний:

• Cγ =1,0 – якщо γ = 0^о ...60^о ;

• Cγ= 0,9 – якщо γ = 60^о …80^о ;

• Cγ=0,8 - якщо γ = 80^о …90^о.

Коефіцієнт C_α, що враховує кут α₁ обхвату пасом малого шківа, визначається за формулою

C_α = 1 – 0.003(180^o – α₁).

Коефіцієнт C_v, що враховує вплив на роботу передачі відцентрових сил, визначається за формулою

C_v = 1,04 – 0,0004v².

Коефіцієнт C_p враховує режим роботи передачі. При роботі передачі в одну зміну він рівний:

C_p =1 – при спокійному навантаженні ( СН );

C_p=0,8...0,9 - при незначних коливаннях навантаження (НКН);

C_p=0,7…0,8 - при значних коливаннях навантаження (ЗКН);

C_p=0,6…0,87- при ударному і різкозмінному навантаженні (УРЗН).

При роботі передачі у дві зміни цей коефіцієнт слід перемножити на 0,87, а при роботі у три зміни – на 0,72.

Підставляють знайдені значення коефіцієнтів та величини у вираз для і визначають цей параметр. Далі за відомим параметром знаходять розрахункову ширину паса .

Отримане розрахункове значення ширини паса зводять до стандартної ширини b_n , значення якої наведені в колонці 4 табл. 4.

Знаходять ширину вінця веденого шківа b_ш2 за співвідношенням

b_ш2 = b_n + ( 5…8 ), мм.

3.12. Визначають силу попереднього натягу віток паса

.

В останньому виразі величина f₀ приймається тією ж, яка була використана в п.3.11, при визначенні ширини паса .

Знаходять навантаження на вали пасової передачі

.

3.13. Визначають строк служби (ресурс) h (год) вибраного гумотканинного паса

,

де - обмежена границя витривалості паса при базі випробувань N₀= 10⁷ циклів (для гумотканинного паса =7МПа), - максимальне напруження в пасі при роботі передачі;

m- показник степеня кривої втоми (для гумотканинних пасів m = 6), і – число пробігів паса ( визначається в п.3.9 ); п - число циклів напружень за один пробіг, що рівне числу шківів у передачі, тобто п = 2; - коефіцієнт, що враховує різний ступінь впливу напружень згину в пасі на малому і великому шківах та залежить від передаточного числа пасової передачі. Значення цього коефіцієнта: =1 – при и_пас =1; =0,8 – при и_пас=1,5 ; =0,6 – при и_пас = 2; =0,5 - при и_пас = 3.

Максимальне напруження в пасі визначається за формулою

.

Складові цього напруження:

- напруження від попереднього натягу паса

, (МПа);

- напруження від корисного навантаження паса

, (МПа);

- напруження від дії відцентрової сили

, (МПа);

- напруження згину паса

, (МПа).

Модуль пружності для гумотканинного паса Е=300МПа.

3.14. Визначають розрахункове і дійсне значення діаметра вихідного кінця веденого вала пасової передачі. Вал знаходиться під одночасною дією крутного моменту Т₁ і згинального моменту, викликаного визначеним в п.3.12 навантаженням на вали R (див.п.3.12). Попередньо діаметр вала визначають з умови міцності на кручення (нехтуючи згином), приймаючи при розрахунку на міцність занижене значення допустимого напруження =25…30МПа. Вибирають значення і, користуючись умовою міцності на кручення

,

визначають розрахунковий діаметр

.

Отримане розрахункове значення (мм) округлюють в більшу сторону до найближчого стандартного значення:

...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; 150; 160; 170; 180; 190; 200...

Приймають діаметр вихідного кінця веденого вала пасової передачі d₁ (мм).

3.15. Вибирають для посадки веденого шківа пасової передачі на вал шпонкове з’єднання. Найчастіше приймають для з’єднання призматичну шпонку з заокругленими краями (рис.2 ).

Розміри перерізу шпонки ( b, h, t₁ ) залежать від діаметра d вала. Для посадки шківа на ведений вал пасової передачі діаметр вала приймаємо рівним

, мм.

За прийнятим та узгодженим зі стандартним рядом діаметром з табл. 5 вибирають переріз призматичної шпонки.

Рис.2. Шпонки призматичні

Таблиця 5