16.7 Расчет усилия, действующего на вал.

Усилие действующее на валы от ременной передачи рассчитывается по следующей зависимости:

(16.10)

где F₀  необходимое (для работы без пробуксовки на шкивах) первоначальное натяжение одного ремня, Н;

К - необходимоу в передаче число параллельно работающих клиновых ремней;

₁  угол охвата ремнем малого шкива, град.

В нашем случае имеем:

Первоначальное усилие натяжения одного клинового ремня F₀, Н, определяют по следующей зависимости:

(16.11)

где F_t  тяговое (окружное) усилие передачи при её номинальном нагружении;

С_р  коэффициент динамичности приложения внешней нагрузки и режима (сменности) работы передачи;

q  линейная плотность выбранного ремня, кг/м;

е = 2,718  основание натуральных логарифмов;

₁  угол скольжения ремня на малом шкиве передачи, град;

f^I  приведенный коэффициент трения ремня на боковых поверхностях канавок шкива;

К - необходимоу в передаче число параллельно работающих клиновых ремней;

С_  коэффициент угла охвата ремнем малого шкива передачи, определяемый для узких ремней по нижеприведенной формуле;

С_К  коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между параллельно работающими ремнями передачи;

V  скорость движения ремня, м/с.

В нашем случае имеем:

.

При режиме работы средний, а работа ремней двухсменная имеем: С_р=1,2. [13, табл. 1].

Для кордошнуровых ремней имеем: q=0,06 кг/м. [7, стр.293].

Угол скольжения ₁ определяется по формуле:

(16.12)

где ₁  угол охвата ремнем малого шкива, град. В нашем случае имеем: ₁=163. Тогда расчетное значение угла скольжения составит:

Коэффициент трения ремня находится по следующей формуле:

(16.13)

где f  коэффициент трения ремня о шкив;

  угол профиля канавок шкива, град. В нашем случае имеем:

.

Для клиноременных передач имеем: =34º. Тогда расчетное значение коэффициента трения ремня составит:

имеем: V=3,7 м/с. [стр.65]. Тогда расчетное значение первоначального усилия натяжения одного клинового ремня F₀ составит:

Число ремней имеем: К=4. [стр.66].

Имеем: ₁=163º. [стр.68]. Тогда расчетное значение усилий действующее на валы от ременной передачи составит:

16.8 Определение прогнозируемой долговечности ремней.

Прогнозируемую долговечность их ремней t_h находим по следующей зависимости:

(16.14)

где _{lim в}  базовый предел выносливости ремня, МПа;

m  показатель степени кривой выносливости ремней;

N₀  базовое число циклов изменения напряжений, возникающих в опасных точках ремня, циклов;

Y_h  коэффициент, учитывающий нестационарность внешней нагрузки и ограниченность (заданным сроком службы привода t_p) длительности эксплуатации передачи;

  коэффициент, учитывающий влияние на долговечность ремня передаточного числа U;

  число пробегов ремня, с^-1;

Z _шк  число шкивов передачи;

_max  нормальные напряжения, возникающие в опасных точках ремня при номинальном нагружении передачи, МПа.

В нашем случае имеем:

Для кордошнуровых ремней принимают _{lim в} =10 МПа.

Для нормальных клиновых ремней принимают m=10.

Так как ремень IV класса, то имеем: N₀=3·10⁶ циклов.

Коэффициент, учитывающий нестационарность внешней нагрузки и ограниченность (заданным сроком службы привода t_p) длительности эксплуатации передачи, рассчитывается по следующей зависимости:

, (16.15)

где n  число блоков (режимов) нагружения передачи;

T_i, t_i  параметры (вращающий момент и суммарное время его действия за весь расчетный срок службы передачи) i-го блока нагружения передачи. Тогда расчетное значение коэффициента учитывающего нестационарность внешней нагрузки составит:

В соответствии с рекомендациями ISO, по следующей формуле:

(16.16)

Число пробегов ремня составляет: =3,3 с^-1.

Число шкивов в передаче: Z _шк=2.

Нормальные напряжения _max , МПа, возникающие в опасных точках ремня (на наружной поверхности участка ремня, располагающегося на дуге покоя малого шкива передачи) при номинальном нагружении передачи, вычисляют по следующей зависимости:

(16.17)

где _Ft  напряжение, возникающее в поперечном сечении ремня от тягового усилия передачи, МПа;

е = 2,718  основание натуральных логарифмов;

₁  угол скольжения ремня на малом шкиве передачи, град;

f^I  приведенный коэффициент трения ремня на боковых поверхностях канавок шкива;

E_u  модуль упругости материала ремня при его изгибе, МПа;

y₀  расстояние от нейтрального слоя ремня до его наружной поверхности, мм;

- диаметр малого шкива, мм;

  плотность материала ремня, кг/м³;

V  скорость движения ремня, м/с.

В нашем случае имеем:

Напряжения  _Ft, МПа, возникающие в поперечном сечении ремня от тягового усилия передачи F_t, определяют по следующей зависимости:

(16.18)

где F_t  тяговое усилие передачи при её номинальном нагружении, Н;

С_р  коэффициент динамичности приложения внешней нагрузки и режима (сменности) работы передачи;

А  площадь поперечного сечения выбранного ремня, мм²;

С_К  коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между параллельно работающими ремнями передачи;

К – принятое число ремней.

В нашем случае имеем:

. [стр.].

При режиме работы средний, а работа ремней двухсменная имеем: С_р=1,2. [13, табл. 1].

А=81 мм². [стр.63].

Для ремней с нормальным сечениям имеем: С_К=0,78. [13, табл.20].

К=4. [стр.66]. Тогда расчетное значение напряжения возникающее в поперечном сечении ремня от тягового усилия составит:

[стр.].

. [стр.].

Для прорезиненных ремней согласно данным [4, c.159] имеем Е _u = (80…100) МПа, принимаем Е _u=90 МПа.

для нормальных ремней по ГОСТ 1284.1  89 имеем: y₀=2,8.

мм. [стр.64].

Для клиновых ремней =(1250…1400) кг/м³. Принимаем =1250 кг/м³. [4, c.159].

V=3,73 м/с. Тогда расчетное значение нормального напряжения _max составит:

Тогда расчетное значение прогнозируемой долговечности ремней t_h составит:

Так как прогнозируемая долговечность ремня t_h >t_p=10000 ч., то замену ремней в процессе эксплуатации передачи не предусматривают.