3. Расчет передач привода

3.1 Расчет плоскоременной передачи

Ременные передачи плоским бесконечным 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.

В данном методическом пособии изложена методика расчета для широко применяемых прорезиненных ремней.

Проектный расчет плоскоременной передачи выполняют в сле­дующей последовательности : а)Определяют диаметр малого (ведущего) шкива по формуле :

(3.1)

Округляем до стандартного значения :

D₁=180

б)Диаметр большого шкива D₂ будет равен :

(3.2)

Округляем до стандартного значения :

D₂=560

где - коэффициент скольжения ремня (ξ, = 0,01-0,02).

Полученные в результате расчета значения диаметров шкивов округляют до стандартного значения по ГОСТ 17383 [1] 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.

в) Уточняют передаточное число передачи :

(3.3)

При этом должно выполняться условие :

A если данное условие не выполняется, необходимо выбрать дру­гой стандартный диаметр одного или обоих шкивов. Необходимо стремиться выбрать такие диаметры шкивов, чтобы отклонение фак­тического было минимально [1].

г) Находят скорость ремня V (м/с) по формуле :

,

д) Определяют минимальное межосевое расстояние по формуле :

, мм

Рисунок. Геометрические и силовые параметры еменной передачи

мм

Рисунок 3.2-Геометрические и силовые параметры ременной передачи

е)Проверяют угол обхвата меньшего (ведущего) шкива ремнем по формуле :

, (3.4)

где [ ] - минимальный допускаемый угол обхвата. Для плоскоремен­ных передач [ ] = 150° [1].

Если указанное ограничение не выполняется, то необходимо увеличить межосевое расстояние и повторить расчет угла охвата.

ж)Определяют требуемую длину ремня L по формуле :

, мм

Полученное значение округляем до целого :

L=5500

з)Определяют число пробегов ремня в секунду по формуле

, (3.5)

где L - длина ремня, м; [U] - допускаемое число пробегов ремня. Для

плоских ремней [СУ] = 5 с"¹.

Если указанное ограничение не выполняется, необходимо увеличить длину ремня до размера, превышающего L. Определяют расчетную толщину ремня по формуле :

к) В зависимости от полученной скорости ремня V(1. табл. 7.1) выбирают вид ремня, толщину прокладки ( ₁=1,5) и определяют требуемое количество прокладок по формуле :

,

л) Определяют фактическую толщину ремня по формуле:

,

м) Определяют допускаемое полезное напряжение по формуле :

[σ] = δ_0ФlK_αK_vK₀K_p,

где σ₀1 - номинальное полезное напряжение при стандартных условиях (горизонтальная передача при угле обхвата = 180°, скорость ремня V = 10 м/с, спокойная односменная работа и нормальные условия окружаю­щей среды)[1] Значения σ₀₁ для прорезиненных ремней при напряжении от предварительного напряжения σ₀= 1,8 МПа в зависимости от отношения :

, (3.6)

определим по формуле :

,

Ка - коэффициент, учитывающий угол охвата на малом шкиве, опре¬деляемый по формуле

Кα = 0,003α+ 0,46;

Кv - коэффициент, учитывающий влияние натяжения от центробеж­ной силы, уменьшающей сцепление ремня со шкивом, определим по формуле

K_v = 1,006 - 0,0001 V² + 0,006 V;

К₀ - коэффициент, учитывающий расположение передачи (1,табл., 7.2): K₀=1

К_р - коэффициент, учитывающий влияние режима работы (1,табл., 7.3): K_p=0,8

K_v = 1,006 - 0,0001 27,32² + 0,006 27,32=1,095

н) Определяют окружную силу F_t„ передаваемую ремнем:

,

где T₁ - крутящий момент на валу меньшего шкива, Нм.

о) Определяют требуемую ширину ремня по формуле

, (3.7)

п) Определяют время работы ремня t (ч) по формуле

(3.8)

где σ_у - напряжение упругости (для плоских прорезиненных ремней σ_у= 7 МПа (1)); Кц- коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа, определяется по формуле

К_u = 0,3333U + 0,6667;

К_u = 0,33333 + 0,6667=1,0677

σ_max ~ максимальное напряжение, возникающее в сечении ремня при на­бегании его на шкив меньшего диаметра (МПа), определяется по формуле ;

σ_max=σ₁+σ_и+σ_v

о_и - напряжение изгиба при огибании меньшего шкива (МПа), опре­деляется по формуле :

,

Мпа

Е - модуль упругости (для прорезиненных ремней Е « 200 МПа); σ_v- напряжение от центробежных сил (МПа), определяется по формуле :

,

где р - плотность материала ремня, кг/м³ (1100-1200) [1].

р) Определяют силу предварительного натяжения ремня F₀, H, по формуле

F₀=o₀δb,

где σ₀ = 1,8 МПа

с) Определяют силу, действующую на вал F_в, H, по формуле

F_B=2F₀sin(0,5α),

Максимальное натяжение (с учетом последующего ослабления) принимают в 1,5 раза больше:

F_в=1205,1 Н

д)Количество спиц определяется по формуле :

(3.9)

Где D диаметр шкифа,мм.

D₁=180; D₂=560;

Длина большей оси элипса h спицы равна :

,

Для малого шкива :

Длина большей оси элипса h спицы р

Рисунок 3.3-Конструкция шкивов

Для большего шкива :

Диаметр ступицы d_в определяется по формуле:

,

Длина ступицы l_cn определяется по формуле :

,

Для шкивов плоскоременных передач диаметр d , ширину обода B и стрелу выпуклости h принимают по ГОСТ 17383 в зависимости от ширины b ремня ([1].табл 8.9) :

B=63 мм

H=1 мм

D=315 мм