Реферат: Ременные передачи
Ременные передачи1. Исходные данные для расчетов
Для сравнимости результатов при анализе решений расчеты различных типов ременных передач произведены для одних и тех же исходных данных:
1) номинальная мощность привода винтового конвейера P nom = 2,9 кВт;
2) частота вращения ведущего шкива (вала двигателя) n 1 = 950 мин – 1 ;
3) передаточное число i = 1,6;
4) ограничения:
а) по условиям компоновки: номинальное межцентровое расстояние а nom= 500 ± 60 мм; угол наклона передачи ψ = 250; высота редуктора H = 450 мм;
б) по режиму работы: значительные колебания нагрузки, кратковременная пусковая перегрузка до 200 % от номинальной; работа двухсменная.
Общие параметры при расчетах
1) Общая расчетная схема для всех типов передач приведена на рис. 1.1.
2) Согласно P ¢ дв = P nom, где P ¢ дв – потребная мощность двигателя – и
n 1 = 950 мин– 1 принят электродвигатель АИР 112МА6У3 (P дв = 3 кВт), у которого габарит d 30 = 246 мм (рис. 1.1).
Диаметры шкивов по условиям компоновки должны быть:
d 1 ≤ d 30, d 2 ≤ H (1.1)
3) По табл. П8 режим работы – тяжелый, коэффициент динамичности
нагрузки и режима работы C p = 1,3.
4) Номинальный вращающий момент T 1nom = 9550·2,9 / 950 = 29,2 H·м.
Расчетная передаваемая мощность P = P nomС p = 2,9·1,3 = 3,77 кВт. (1.2)
Расчетный передаваемый момент T 1 = 9550·3,77 / 950 = 37,9 H·м. (1.3)
2. Расчет плоскоременной передачи
Последовательность и результаты расчета передач с синте-ическим и прорезиненным кордшнуровым ремнями оформлены в виде табл. 2.1.
Рис. 1.1. Расчетная схема ременной передачи
Анализ результатов расчета по табл. 2.1:
1) Для передачи мощности P = 3,77 кВт при n 1 = 950 мин– 1 плоские прорезиненные ремни не годятся, так как требуется b ¢ = 156…71,8 мм при d 1 = 140…200 мм, а изготавливают ремни только до b max = 60 мм (табл. П2). Если принять b = 60 мм, то для передачи наименьшей величины Ft = 379 H (п. 12 табл. 2.1) потребуется [p ] » [p 0] » 379 / 60 = 6,3 Н/мм. Это может быть выполнено (табл. 2 части I) при d 1 = 224 и 250 (≈ d 30 ) мм, σ0 = 2 МПа и [p 0] = 6,5 Н/мм. Пересчет на данные размеры d 1 приведен в табл. 2.1, начиная с п. 18.
2) При использовании синтетического ремня толщиной 1,0 мм вариант с d 1 = 100 мм неудовлетворителен, так как расчетная ширина b ¢ = 90,1 мм должна быть округлена до ближайшей большей b = 100 мм (табл. П1), но тогда длина L p = 1400 мм не удовлетворяет L pmin = 1500 мм при b = 100 мм.
3) Сравнивая результаты при b = 60 мм (для вариантов d 1 = 160 и 224 мм), видим, что в передаче с прорезиненным ремнем габариты по диаметрам и частота пробега ремня увеличились в 1,4 раза
Таблица 2.1 – Формуляр расчета плоскоременных передач
Параметры | Результаты расчета для ремней | Примечание | ||||||
Наименование | источник | синтетического | прорезиненного | |||||
1. Толщина ремня δ, мм | табл. П1, П2 | 1,0 | 2,8 | |||||
2. Диаметр шкива d ¢ 1, мм | формула (2)* | 174…206 | ||||||
3. Отношение d ¢ 1 / δ | стр. 8 (ч.I) ** | 174…206 > 100 | 62…74 > 50 | |||||
4. Диаметр d 1, мм | ГОСТ 17383 – 73 | 100 | 160 | 180 | 140 | 180 | 200 | Принято d 1 < d 30 |
5. Диаметр d ¢ 2, мм | (3) | 158 | 253 | 285 | 222 | 285 | 316 | ξ = 0,01 |
d 2, мм | ГОСТ 17383 – 73 | 160 | 250 | 280 | 224 | 280 | 315 | d 2 < H |
6. Фактическое i | (4) | 1,62 | 1,58 | 1,57 | 1,62 | 1,57 | 1,59 | |
7. Скорость ремня v, м / c | πd 1n 1 / 60000 | 4,97 | 7,96 | 8,95 | 6,96 | 8,95 | 9,95 | < [35] |
8. Угол обхвата a, град | (7) | 173,16 | 169,74 | 168,6 | 170,42 | 168,6 | 166,9 | > [1500 ] |
9. Расчетная длина ремня L ¢p, мм | (10) | 1410 | 1648 | 1728 | 1575 | 1728 | 1816 | а ¢= 500 |
L p, мм | стандарт | 1400 | 1600 | 1800 | 1600 | 1800 | 1800 | R 20 |
10. Частота пробегов μ, с – 1 | (49) | 3,6 | 5 | 5 | 4,4 | 5 | 5,5 | < [15] |
11. Межцентровое расстояние а nom, мм | (14) | 495 | 476 | 536 | 512 | 536 | 492 | [440 ÷ 560] |
12. Передаваемая окружная сила Ft, H | (17) | 759 | 474 | 421 | 542 | 421 | 379 | |
13. Предварительное напряжение σ0, МПа | табл. 2 (ч.I) | 7,5 | 7,5 | 7,5 | 2 | 2 | 2 | |
14. Допускаемая удельная окружная сила [p 0], Н / мм | табл. 2 (ч.I) | 8,5 | 8,5 | 8,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | |
15. Коэффициенты: C 0 | стр. 11 (ч.I) | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | y = 250 |
C α | (19) | 0,98 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | 0,96 | |
Cv | (20) | 1,01 | 1,0 | 1,0 | 1,02 | 1,01 | 1,0 | |
16. Допускаемая сила [p ] в условиях эксплуатации, Н / мм | (18) | 8,42 | 8,25 | 8,25 | 3,47 | 4,41 | 5,28 | |
17. Расчетная ширина ремня b ', мм | (21) | 90,1 | 57,5 | 51 | 156 | 95,5 | 71,8 | |
округление b , мм | Табл.П1, П2 | - | 60 | 60 | - | - | - | |
18. Пересчет передачи с прорезиненным ремнем | d 1, мм | 224 | 250 | |||||
на d 1 = 224 и 250 мм | d 2, мм | 355 | 400 | < H = 450 | ||||
i | 1,6 | 1,62 | ||||||
v, м / с | 11,14 | 12,44 | < [25 м / с] | |||||
a, град | 165,07 | 162,9 | > [1500 ] | |||||
L ¢ p, мм | 1918 | 2032 | а '= 500 | |||||
L p, мм | 2000 | 2000 | ||||||
m, с – 1 | 5,57 | 6,2 | < [15 с – 1 ] | |||||
а nom, мм | 541 | 484 | [440 ÷ 560] | |||||
Ft, H | 338 | 303 | ||||||
C α | 0,96 | 0,95 | ||||||
Cv | 0,99 | 0,98 | ||||||
[p ], Н / мм | 6,18 | 6,05 | ||||||
b', мм | 54,7 | 50,08 | ||||||
b, мм | 60 | 50 |
4) Если в техническом задании на проект вид ремня задан , то следует, исходя из результатов расчета, отдать предпочтение вариантам:
а) синтетический ремень; d 1 = 160 мм; d 2 = 250 мм; μ = 5 с – 1; b = 60 мм;
L p = 1600 мм;
б) прорезиненный кордшнуровой ремень d 1 = 224 мм; d 2 = 355 мм; μ = 5,57с– 1; b = 60 мм; L p = 2000 мм.
5) Если вид плоского ремня не задан , то преимущество имеет синтетический ремень по п. 4а.
3. Расчет клиноременных передач
Для клинового ремня нормального сечения по величинам P = 3,77 кВт, T 1 = 37,9 H·м, n 1 = 950 мин–1, пользуясь рис. П1 и табл. П4, выбираем сечения А и В(Б). Назначаем класс ремня II.
Для узкого ремня (табл. П4) – сечение SPZ (УО), для поликлинового ремня (табл. П6) – сечение Л.
Размеры сечений кордшнуровых ремней даны в табл. 3.1.
Таблица 3.1 – Размеры выбранных сечений ремней и параметры передач (см. рис. 1, ч.I)
Параметры | Сечение ремня | |||
А | В(Б) | SPZ(УО) | Л | |
1. W P, мм | 11 | 14 | 8,5 | P = 4,8 мм |
2. W, мм | 13 | 17 | 10 | H = 9,5 мм |
3. T, мм | 8 | 11 | 8 | H = 4,68 мм |
4. y 0, мм | 2,8 | 4,0 | 2 | |
5. А, мм2 | 81 | 138 | 56 | |
6. m п, кг/м | 0,1 | 0,18 | 0,084 | 0,045 * |
7. d 1 min, мм | 90 | 125 | 63 | 80 |
Формула (6) может быть представлена как 0,7d 1 (1 + i ) < а < 2d 1 (1 + i ).
Отсюда при i = 1,6 и а = 500 мм рекомендуемый d ' 1 находится в пределах
135 < d 1 < 385 мм. Заданное ограничение (d 1 ≤ d 30 = 246 мм) уменьшает интервал до 135 < d 1 < 246 мм. Округляя d ¢1 по ГОСТ Р 50641 – 94, получим 140 £ d 1 £ 224 мм. Тогда d 2 = id 1 дает 224 £ d 2 £ 355 мм, что находится в пределах ограничения H = 450 мм.
Для сравнительного расчета выбираем шкивы с диаметрами:
d 1, мм ……. 140 160 200 224
d 2, мм ……. 224 250 315 355.
Для тяжелого режима работы долговечность ремней в эксплуатации (табл. П3)
T P = T P(ср)К 1К 2, где К 1 = 0,5 – коэффициент режима работы; К 2 = 1 – коэффициент климатических условий; T P(ср) = 2500 ч (II класс) – ресурс ремней при среднем режиме и T P = 2500·0,5·1 = 1250 часов. Гарантированный ресурс изготовителя при этом – 300 ч.
При расчете на долговечность было принято: E = 100 МПа, m = 8, σу = 9 МПа; N оц = 2·10 6 – наработка клиновых ремней II класса с передачей мощности (табл. П3).
Общие расчетные параметры, независящие от вида ремня, представлены в табл. 3.2.
Продолжение расчета, специфического для ремней нормального сечения, – в табл. 3.3.
Анализ результатов расчета по табл. 3.3.
1) Для ремней класса II сечения А, начиная с d 1 = 180 мм и выше (рис. П3)
Р 0не зависит от диаметра шкива и не влияет на количество ремней. То же для сечения В(Б), начиная с d 1 = 280 мм и выше.
2) Отношение Lh / T P ≥ 1 показывает, что данные варианты параметров обеспечивают требуемую эксплутационную долговечность T P = 1250 часов.
Ремни сечения А удовлетворяют этому условию для всех выбранных d 1, сечения В(Б) – только для d 1 = 224 мм.
По условию долговечности для дальнейшего анализа оставляем ремни сечения А.
3) При d 1 = 140 и 160 мм количество ремней сечения А одинаково
(К = 3), но долговечность при d 1 = 160 мм (Lh = 5110 ч) в 2,38 раза выше, чем при d 1 = 140 мм (при разности диаметров всего 20 мм). Во столько же раз уменьшается вероятность замены комплекта ремней в работе при d 1 = 160 мм. При d 1 = 200 мм (Lh = 5360 ч), долговечность увеличивается несущественно, но растут габариты передачи.
4) Исходя из анализа результатов расчета при соблюдении всех наложенных ограничений, окончательно выбираем передачу с параметрами:
РЕМЕНЬ А – 1600 II ГОСТ 1284.1 – 89; d 1 = 160 мм, d 2 = 250 мм, i = 1,58, v =
8 м/с, α = 169,7 0, μ = 5 с–1, а nom= 476 мм, ∆ = 80 мм, К = 3, F 0 = 119 H, F вx = 644 H, F вy = 300 H, Lh = 5110 ч, Lh / T P = 4,09.
Общие расчетные параметры передач с узкими и поликлино-выми ремнями приведены в табл. 3.1 и 3.2.
Продолжение специфики расчета этих передач оформлено в табл. 3.4.
Анализ результатов расчета по табл. 3.4.
Таблица 3.2 – Формуляр расчета общих параметров клиноременных передач
Параметры | Результаты расчета при d 1, мм | Примечание | ||||
наименование | источник | 140 | 160 | 200 | 224 | |
1. Фактическое i | (4)* | 1,62 | 1,58 | 1,59 | 1,6 | ξ = 0,01 |
2. Скорость ремня v, м / с | (5) | 6,96 | 7,96 | 9,95 | 11,14 | |
3. Угол обхвата α, град | (7) | 170,4 | 169,7 | 166,9 | 165,1 | |
4. Расчетная длина ремня: L ¢ p, мм | (10) | 1575 | 1648 | 1816 | 1918 | |
L p, мм | стандарт | 1600 | 1600 | 1800 | 2000 | |
5. Частота пробегов μ, с – 1 | (49) | 4,4 | 5 | 5,5 | 5,6 | < [20] |
6. Межцентровое расстояние а nom, мм | (14) | 512 | 476 | 492 | 541 | [440…560] |
7. Регулирование а, мм: | ||||||
Δ1: нормальный ремень, | Δ1 = 0,025 L p | 40 | 40 | 45 | 50 | S 1 = 0,025 |
узкий ремень, | Δ1 = 0,04 L p | 64 | 64 | 72 | 80 | |
поликлиновой ремень; | Δ1 = 0,03 L p | 48 | 48 | 54 | 60 | |
Δ2: нормальный (по сечению В(Б)) ремень, | (16) | 40 | 40 | 42 | 40 | S 2 = 0,009 |
узкий ремень, | Δ2 = 0,02 L p | 32 | 32 | 36 | 40 | |
поликлиновой ремень | Δ2 = 0,013 L p | 21 | 21 | 23 | 26 | |
8. Ход регулирования Δ, мм: | Δ1 + Δ2 | |||||
нормальный ремень, | 80 | 80 | 87 | 94 | ||
узкий ремень, | 96 | 96 | 108 | 120 | ||
поликлиновой ремень | 69 | 69 | 77 | 86 | ||
проекция Δx, мм: | Δcosψ | |||||
нормальный ремень | 73 | 73 | 79 | 85 | ||
узкий ремень | 87 | 87 | 98 | 109 | ||
поликлиновой ремень | 63 | 83 | 70 | 78 |
Таблица 3.3 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передачи с клиновыми ремнями нормального сечения А и В(Б)
Параметры | Результаты расчета при d 1, мм, и сечениях ремней | Примечание | ||||||||
наименование | источник | 140 | 160 | 200 | 224 | |||||
А | В(Б) | А | В(Б) | А | В(Б) | А | В(Б) | |||
1. Номинальная мощность Р 0, кВт | Рис.П3, П4 | 1,73 | 2,22 | 2,1 | 2,83 | 2,42 | 4,05 | 2,42 | 4,75 | Класс II |
2. Коэффициенты С α | стр. 11 (ч.I) | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,97 | 0,97 | 0,965 | 0,965 | |
С L | (23) | 0,98 | 0,93 | 0,98 | 0,93 | 1,01 | 0,95 | 1,04 | 0,98 | |
3. Ориентировочное число ремней К '0 | (22) | 2,27 | 1,86 | 1,87 | 1,46 | 1,59 | 1 | 1,55 | 0,84 | при Ск = 1 |
4. Коэффициент Ск | стр. 12 (ч.I) | 0,8 | 0,82 | 0.82 | 0,83 | 0,82 | 1 | 0.82 | 1 | |
5. Расчетное число ремней | К 0' / Ск | |||||||||
К ¢ | 2,84 | 2,27 | 2,28 | 1,76 | 1,94 | 1 | 1.89 | 0,84 | ||
принято К | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | ||
6. Предварительное натяже-ние ветви одного ремня F0, Н | (31) | 134 | 138 | 119 | 181 | 146 | 294 | 137 | 271 | С p= 1,2 * |
7. Окружное усилие одного ремня Ft , Н | 103P / (v К ) | 181 | 181 | 158 | 237 | 189 | 379 | 169 | 338 | |
8. Сила на валах F в, Н | (38) | 801 | 825 | 711 | 721 | 580 | 584 | 543 | 537 | |
9. Составляющие F в по осям: F вх | (41) | 726 | 748 | 644 | 653 | 526 | 529 | 492 | 487 | |
F вy | 339 | 349 | 300 | 305 | 245 | 247 | 229 | 227 | ||
10. Напряжения в ремне σ0, МПа | F 0/ A | 1,65 | 1,0 | 1,47 | 1,31 | 1,8 | 2,13 | 1,69 | 1,96 | |
σt / 2 | Ft / (2A ) | 1,12 | 0,66 | 0,98 | 0,86 | 1,17 | 1,37 | 1,04 | 1,22 | |
σц | 10– 6 ρv 2 | 0,06 | 0,06 | 0,08 | 0,08 | 0,13 | 0,13 | 0,16 | 0,16 | ρ = 1300 кг/м3 |
σр | σ0+σt / 2+σц | 2,83 | 1,72 | 2,53 | 2,25 | 3,1 | 3,63 | 2,84 | 3,34 | |
σи1 | 2Ey 0 / d 1 | 4,0 | 5,75 | 3,5 | 5,0 | 2,8 | 4,0 | 2,5 | 3,58 | E = 100 МПа |
σр / σи1 | 0,7 | 0,3 | 0,72 | 0,45 | 1,1 | 0,9 | 1,14 | 0,94 | ||
Коэффициент ξi | рис. 5 (ч.I) | 1,87 | 1,95 | 1,87 | 1,92 | 1,81 | 1,83 | 1,8 | 1,82 | i = 1,6 |
σmax | σр + σи1 | 6,83 | 7,47 | 6,03 | 7,25 | 5,9 | 7,63 | 5,34 | 6,92 | |
11. Долговечность Lh , ч | (48) | 2146 | 1093 | 5110 | 1203 | 5357 | 693 | 11626 | 1479 | |
Отношение Lh / T p | 1,72 | 0,87 | 4,09 | 0,96 | 4,29 | 0,55 | 9,3 | 1,18 |
Таблица 3.4 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передач с узким ремнем SPZ (УО) и поликлиновым сечения Л
Параметры | Результаты расчета при d 1, мм, и сечениях ремней | Примечание | |||||||
наименование | источник | 140 | 160 | 200 | 224 | ||||
SPZ | Л | SPZ | Л | SPZ | Л | Л | |||
1. Номинальная мощность P 0, кВт. Допускаемая окружная сила одногоклина F 0, Н | Рис.П6 Табл.4 (ч.I) | 2,7 | 83 | 3,4 | 83 | 4,15* | 83 | 83 | |
2. Коэффициенты: | |||||||||
C α | стр. 11 (ч.I) и (26) | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,98 | 0,97 | 0,97 | 0,97 | |
CL | (23) | 1,0 | 1,01 | 1,0 | 1,01 | 1,02 | 1,03 | 1,05 | m = 6 |
C К | стр. 12 (ч.I) | 0,82 | – | 0,82 | – | 1,0 | – | – | К = 2 и 1 |
CV | 0,908 – 0,0155 v | - | 0,8 | - | 0,78 | - | 0,75 | 0,74 | табл. 4 (ч.I) |
Cd | 2,95 – 155 / d 1 | - | 1,84 | - | 1,98 | - | 2,18 | 2,26 | табл. 4 (ч.I) |
3. Расчетная окружная сила одного клина F 0, Н | (25) | - | 121 | - | 127 | - | 135 | 141 | |
4. Расчетное число ремней К ' | (22) | 1,74 | - | 1,38 | - | 0,92 | - | - | |
принято К | 2 | - | 2 | - | 1 | - | - | ||
5. Передаваемая сила Ft , Н | 103P / (v К ) | 271 | 542 | 237 | 474 | 379 | 379 | 338 | Для Л К = 1 |
6. Число клиньев z' | Ft / F 1 | - | 4,48 | - | 3,73 | - | 2,8 | 2,4 | [4…20] |
принято z | табл. П6 | - | 5 | - | 4 | - | 4 | 4 | 4 – min |
7. Ширина ремня b, мм | Pz | - | 24 | - | 19,2 | - | 19,2 | 19,2 | p = 4,8 мм |
8. Предварительное натяжение F 0, Н | (34) и (35) | 203 | 409 | 179 | 359 | 290 | 296 | 271 | |
9. Сила на валах F в, Н | (38) и (39) | 809 | 815 | 713 | 715 | 576 | 588 | 537 | |
проекции F вx | (41) | 733 | 739 | 646 | 648 | 522 | 533 | 487 | |
F вy | (41) | 342 | 344 | 301 | 302 | 243 | 248 | 227 | |
10. Напряжения в ремне, МПа | |||||||||
σ0 | F 0/ A | 3,63 | - | 3,2 | - | 5,18 | - | - | A = 56 мм2 |
σt / 2 | Ft / (2A ) | 2,42 | - | 2,12 | - | 3,38 | - | - | |
σц | 10– 6 ρv 2 | 0,06 | - | 0,08 | - | 0,13 | - | - | ρ = 1300 кг/м3 |
σр | σ0+ σt / 2+ σц | 6,11 | - | 5,4 | - | 8,69 | - | - | |
σи1 | 2Ey 0 / d 1 | 2,86 | - | 2,5 | - | 2 | - | - | E = 100 МПа |
σр / σи1 | 2,14 | - | 2,16 | - | 4,35 | - | - | ||
коэффициент ξi | рис. 5 (ч.I) | 1,6 | - | 1,6 | - | 1,4 | - | - | i = 1,6 |
σmax | σр + σи1 | 8,97 | - | 7,9 | - | 10,69 | - | - |
1) Для узких ремней SPZ(УО) рекомендуемые d 1 ограничены (рис. П6) 180 мм. При увеличении диаметров свыше 180 мм передаваемая мощность одним ремнем P 0не изменяется. Поэтому в табл. 3.4 вариант с d 1 = 224 мм для SPZ(УО) не рассматривается.
2) Количество К ремней SPZ(УО) при d 1 = 140 и 160 мм равно 2. При d 1 = 200 мм К = 1, но σmax = 10,64 МПа превосходит предел выносливости σу =
9 МПа, что по условиям работоспособности недопустимо.
3) Выбираем передачу с узкими ремнями SPZ (УО):
РЕМЕНЬ SPZ(УО) – 1600 ТУ 38–40534 – 75; К = 2, d 1 = 160 мм, d 2 = 250 мм,
i = 1,58, v = 8 м/c, α = 169,7 0, μ = 5 с–1, а nom= 476 мм, ∆ = 96 мм, F 0 = 179H, F вx = 646 H, F вy = 301 H, σmax = 7,9 МПа.
4) Передача с поликлиновым ремнем сечения Л может быть рекомен-дована лишь при d 1 = 140 мм, где количество клиньев ремня К = 5, и при d 1 = 160 мм К = 4. При других d 1 расчетное К значительно меньше минимально допустимого значения [K min = 4].
5) Чтобы сохранить одинаковые кинематические и геометрические пара-метры всех клиноременных передач, для поликлиновой передачи принимаем
РЕМЕНЬ Л – 1600 ТУ 38–105763–84 с числом клиньев К = 4, b = 19,2 мм, d 1 = 160 мм, d 2 = 250 мм, v = 8 м/с, μ = 5 с–1, F 0 = 359 H, F вx = 648 H, Fвy = 302 H.
Сравнение передач с клиновыми ремнями
При общих геометрических (d 1, d 2, α, L P, а ) и кинематических (i, v, μ) параметрах для варианта при d 1 = 160 мм имеем:
Сечение | К | F 0 | F вx | F ву | σ0 | σt | σmax | Lh | Lh /T P |
А | 3 | 119 | 644 | 300 | 1,47 | 2,0 | 6,03 | 5110 | 4,09 |
SPZ(УО) | 2 | 179 | 646 | 301 | 3,2 | 4,2 | 7,9 | - | - |
Л | 4 | 359 | 648 | 302 | - | - | - | - | - |
1) Количество ремней SPZ(УО) меньше, чем А, меньше ширина шкивов, но σmax в них выше, что сказывается на долговечности.
2) При К = 3 ремни сечения А обеспечивают долговечность в 4 раза больше требуемой эксплуатационной. Это значит, что при общей долговечности других передач привода (например, редуктора в 10000 часов), следует ожидать двухкратной смены комплекта из 3-х ремней нормального сечения А.
3) Силы F вx, F вy, действующие на валы, не зависят от типа ременной передачи и примерно равны.
4) При заданных исходных условиях на расчет передачи использование поликлиновых ремней нецелесообразно, так как их основное назначение – замена комплекта клиновых ремней при К ≥ 6…8, а в настоящем расчете К = 3 и 2.
5) Расчеты ременных передач показывают, что выбор d 1 = d min для данного сечения ремня не обеспечивает необходимой долговечности ремней.
Таблица 4.1 – Формуляр расчета зубчатоременной передачи
Параметры | Результаты расчета при d 1 мм, и m мм | Приме- чание | |||||||||
наименование | источник | 140 | 160 | 200 | |||||||
4 | 5 | 7 | 4 | 5 | 7 | 4 | 5 | 7 | |||
1. Число зубьев z 1 | d 1 / m | 35 | 28 | 20 | 40 | 32 | 23 | 50 | 40 | 29 | > z 1 min |
z 2 | d 2 / m | 56 | 45 | 32 | 63 | 50 | 36 | 79 | 63 | 45 | < z 2 max |
2. Фактическое i | i = z 2 / z 1 | 1,6 | 1,61 | 1,6 | 1,58 | 1,56 | 1,57 | 1,58 | 1,58 | 1,55 | |
3. Скорость ремня v м/с | (5) | 6,96 170,4 | 7,96 169,7 | 9,95 166,9 | < [40 м/c] | ||||||
4. Угол обхвата a, град | (7) | ||||||||||
5. Число зубьев в зацеплении z 0 | (9) | 16,6 | 13,3 | 9,5 | 18,9 | 15,1 | 10,8 | 23,2 | 18,5 | 13,4 | > [6] |
6. Расчетная длина ремня L ¢ P, мм | (10) | 1575 | 1575 | 1575 | 1648 | 1648 | 1648 | 1816 | 1816 | 1816 | |
7. Число зубьев ремня z ¢ P принято z P | L ¢ P / pm табл. П7 | 125,3 125 | 100,3 100 | 71,6 71 | 131,1 130 | 104,9 105 | 74,9 75 | 144,5 140 | 115,6 120 | 82,6 80 | R 40 |
8. Окончательно L P, мм | pmz p | 1571 | 1571 | 1561 | 1634 | 1649 | 1649 | 1759 | 1885 | 1759 | |
9. Межцентровое расстояние а nom, мм | (14) | 498 | 498 | 493 | 493 | 500 | 500 | 472 | 535 | 472 | [500 ± 60] |
10. Передаваемая окружная сила Ft , H | (17) | 542 | 474 | 379 | |||||||
11. Допускаемая удельная окружная сила типовой передачи [F ]0, Н/мм | табл. 5 (ч.I) | 25 | 30 | 32 | 25 | 30 | 32 | 25 | 30 | 32 | |
12. Коэффциенты | Cu = 1 (i > 1), Cz = 1 (z 0 > 6), C p = 1 (ролики отсутствуют) | ||||||||||
13. Допустимая удельная окружная сила Fy, H/мм | (27) | 25 | 30 | 32 | 25 | 30 | 32 | 25 | 30 | 32 | Fy = [F ]o |
14. Погонная масса ремня m п. 103 кг / (м. мм) | табл. 5 (ч.I) | 6 | 7 | 8 | 6 | 7 | 8 | 6 | 7 | 8 | |
15. Ширина ремня b ¢ 0, мм (при С ш = 1) | Ft / Fy | 22 | 18 | 17 | 19 | 16 | 15 | 15 | 13 | 12 | |
Коэффициент С ш | стр. 13 (ч.I) | 0,97 | 0,82 | 0,76 | 0,89 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | 0,7 | |
Ширина ремня b', мм принято b, мм | (29) табл. П7 | 22,6 25 | 22,3 25 | 22,5 25 | 21,6 25 | 22,9 25 | 21,5 25 | 22,2 25 | 18,5 20 | 17,3 20 | |
16. Давление на зубьях p, МПa | (30) | 1,05 | 0,93 | 0,76 | 0,8 | 0,72 | 0,59 | 0,52 | 0,56 | 0,47 | < [p ] = 1,0 |
17. Сила предварительного натяжения F 0, H | (36) | 0,35 | 0,41 | 0,47 | 0,46 | 0,53 | 0,61 | 0.71 | 0,83 | 0,95 |
Для улучшения работоспособности ременной передачи следует увеличивать диаметры шкивов и, если позволяют условия компоновки, принимать
d 1 ≥ (1,3…1,5) d min .
4. Расчет зубчатоременной передачи
Предварительное значение модуля по формуле (1) m ¢ ≈ 35×(2,9 / 950) 1/3 ≈ 5,08 мм. Для сравнительного расчета по табл. П7 принимаем m = 4; 5 и 7 мм.
Исходя из рекомендации (стр. 9 ч.I) для а использовать формулу (6) и учитывая ограничения (а = 500, d 1 ≤ d 30, d 2 ≤ H ) по условиям компоновки, для расчета принимаем те же диаметры, что и для клиноременной передачи (d 1 = 140, 160, 200 и d 2 = 224, 250, 315 мм). Зубья трапецеидального профиля.
Результаты расчета сведены в табл. 4.1.
На основании анализа результатов окончательно следует выбрать зубчатоременную передачу с минимальными размерами шкивов по условиям компоновки: d 1 = 140 мм, d 2 = 224 мм, i = 1,61, m = 5 мм, zp = 100, L P = 1571 мм, b = 25 мм, а nom= 498 мм, F 0 = 0,41 H, F вx = 598 H, F вy = 275 H, μ = 4,43 < [μ] = 30 с-1 ;
Ремень, например, из литьевой резины: РЕМЕНЬ ЛР 5–100–25 ОСТ 38–05114–76, ОСТ 38–05246–81.
Сравнивая результаты всех расчетов различных передач в примерах, можно сделать заключение, что зубчатоременная передача имеет наименьшие габариты и усилия в ремнях.