Расчет и конструирование ременных передач

Тип работы:
Методичка
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Методическое пособие

Расчет и конструирование ременных передач

1. Плоскоременная передача

1.1 Выбор плоского ремня

Наиболее распространены прорезиненные ремни трех типов: А — нарезанные с резиновыми прослойками; рекомендуются при скорости до 30 м/с; Б-послойно завернутые, изготавливаются как с прослойками так и без них, рекомендуемая скорость до 20 м/с; В-спирально — завернутые, без прослоек, скорость до 15 м/с.

Число прокладок и ширина прорезиненных ремней даны в таблице 1. 1

Ремни хлопчатобумажные (табл. 1. 2) и кожаные (табл. 1. 3) применяют сравнительно редко.

плоскоременной поликлиновый клиноременной

Таблица 1.1 Ремни прорезиненные

Число прокладок

А

Б

В

Ширина ремня, мм

2

-

20−45

-

3

-

-

20−40

3−5

20−75

-

50−75

3−6

80−100

-

80−100

4−6

125−250

150−250

125−250

4−8

250−350

250−300

250−300

Примечания: 1. Толщина одной прокладки 1. 25 мм, прокладки с прослойкой 1.5 мм.

2. Ширину ремня назначают из ряда: 20; 25; (30); 40; 50; (60); 63; (70); 71; (75); 80; (85); 90; 100; 112; (115); 125; 160; 180; 200; 224; 250; 280; (300); 355; 400.

Таблица 1.2 Ремни хлопчатобумажные цельнотканые (по ГОСТ 6982–75)

Толщина, мм

Ширина, мм

4. 5

30; 40; 50; 60; 75; 90; 100

6. 5

30; 40; 50; 60; 75; 90; 100; 115; 125; 150; 175

8. 5

50; 60; 75; 90; 100; (115); 125; 150; (175); 200; (224); 250

Таблица 1.3 Ремни кожаные (по ГОСТ 18 679–73)

Толщина, мм

Ширина,

мм

3

20; 25; 30

3. 5

(30); 40; (45); 50

4

60; 70; (75); 80

4. 5

(85); 90; (95); 100; 115

5

125; 140

1.2 Расчёт плоскоремённой передачи

Расчёт плоскоремённой передачи производят по следующим исходным данным: 1. мощность на ведущем валу; 2. частота вращения ведущего вала; 3. частота вращения ведомого вала; 4. передаточное число ремённой передачи.

Диаметр меньшего шкива определяют по формуле Саверина:

где N — мощность на ведущем шкиве Вт., n1 - частота вращения ведущего шкива об/мин.

Полученный результат следует округлить до ближайшего значения по стандартному ряду диаметров шкивов

(по ГОСТ 17 383–73): 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.

1.2.2. Диаметр ведомого шкива с учётом относительного скольжения (табл. 1. 4)

Таблица 1.4 Относительное скольжение ремня

Вид ремня

Прорезиненные и шерстяные

0. 01

Кожаные

0. 015

Хлопчатобумажные

0. 01

Рассчитанное значение D2 округляем по стандартному ряду диаметров шкивов.

Уточняем передаточное число:

Уточняем частоту вращения ведомого вала:

n2n1/u (1-)

Расхождение с заданным допускается до 3%.

Определяем скорость ремня:

м/сек

Если V получится меньше 10 м/с, то рекомендуется увеличить диаметры шкивов; при техническом обосновании допустима и меньшая скорость.

Окружное усилие (H):

, где N — мощность Вт, V_м/сек

Определяем межосевое расстояние a:

Угол обхвата на малом шкиве:

Он должен быть 150 0.

Допускаемое полезное напряжение (удельное окружное усилие на единицу площади поперечного сечения ремня):

k0C0CCp

Значения k0 относящиеся к горизонтальным передачам, при D1=D2 (соответствует углам обхвата =1800) при напряжении от предварительного натяжения 0=1.8 Н/мм2 и скорости V=10 м/с даны в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Значение k0 при V = 10 м/с, = 180 0 и 0 = 1.8 Н/мм2

Отношение

k0, H /мм 2, для ремней

прорезиненные

кожаные

хлопчатобумажные

1/40

2. 25

2. 2

1. 7

1/50

2. 3

2. 3

1. 8

Примечание: При изменении 0 на 10% значения k0 изменяются на 8%

Коэффициент C0 учитывает расположение передачи. Для горизонтальных и наклонных до 600 передач C0 =1, при наклоне свыше 600 до 800 C0 =0. 9, свыше 800 до 900 C0 =0.8.

Коэффициент C учитывает влияние угла обхвата определяется по формуле:

Коэффициент, учитывающий влияние скорости:

Коэффициент CP учитывает условия эксплуатации передачи: при спокойной работе с кратковременными пусковыми нагрузками не свыше 120% от номинальной, CP =1;

при умеренных колебаниях нагрузки и пусковой нагрузке до 150%, CP = =0. 9;

при значительных колебаниях нагрузки и при пусковой нагрузке до 200%, CP =0. 8;

при ударных нагрузках и пусковой нагрузке до 300%, CP =0.7.

При двухсменной работе значения CP брать на 0.1 меньше, при трёхсменной на 0.2 меньше.

Определяем площадь поперечного сечения ремня:

,

где b — ширина ремня мм, — толщина ремня мм.

Из условия:

или ,

определяем необходимую толщину ремня. По таблицам 1.1., 1.2., 1.3. уточняем толщину ремня. Следует учесть, что с уменьшением толщины ремня его долговечность увеличивается.

По формуле:

определяем b, выбираем по таблицам 1.1., 1.2., 1.3. ближайшее стандартное значение.

Примечание: некоторые уменьшение площади поперечного сечения ремня по сравнению с полученным по расчёту допустимо, т.к. при уменьшении отношения /D1 значение k0 возрастает.

Расчётная длина ремня (без учёта припуска на соединения концов):

мм

Число пробегов ремня в секунду:

(с —1)

L в метрах (допускается для плоских ремней до 20 (1/с)).

Определяем силы, действующие в ремённой передаче.

— Предварительное натяжение каждой ветви, Н

— Натяжение ведущей ветви, в Н

— Натяжение ведомой ветви, в Н

Проверяем окружное усилие:

Давление на вал, в Н

Максимальное начальное натяжение (с учётом последующего ослабления) принимаем в 1.5 раза больше.

1. 3 Шкивы плоскоремённых передач.

Материал для шкивов (при скорости ремня до 30 м/с) — чугун марки не ниже СЧ 15 — 32. При большой скорости — до 45 м/с — шкивы отливают из стали не ниже 25Л.

Ширину В обода шкива определяют в зависимости от ширины ремня b (табл. 1. 6).

Для предохранения от бокового скольжения ремня обод большого шкива выполняют выпуклым, стрелу выпуклости определяют по табл. 1.7.

Рабочая поверхность обода должна иметь шероховатость

.

Толщина обода у края.

Если шкив выполняется без спиц с диском, то толщину диска принимают равной.

В конструкциях со спицами число их принимают в зависимости от диаметра: при D 500 мм число спиц z = 4; при D свыше 500 до 1000 мм z = 6. Для широких шкивов при B 300 мм число спиц удваивают и располагают их в два ряда. С внутренней стороны обода для плавного перехода спиц делают кольцевой выступ (рифт) высотой e = s + 0. 002B.

Спицы эллиптического сечения рассчитывают условно на изгиб от окружного усилия Р, принимая во внимание одну треть их числа.

Таблица 1.6 Ширина обода шкива

b

B

b

B

b

B

40

50

63

71

80

90

50

63

71

80

90

100

100

112

125

140

160

180

112

125

140

160

180

200

200

224

250

280

315

355

234

250

280

315

355

400

450

400

Таблица 1.7 Стрела выпуклости у

Ширина обода B

Диаметр шкива D, мм

250; 280

315; 355

400; 450

500; 600

630−1000

125

0. 8

1

1

1

1

Св. 125 до 160

0. 8

1

1. 2

1. 5

1. 5

Св. 160 до 200

0. 8

1

1. 2

1. 5

2

Расчётное сечение рассматривают условно в диаметральной плоскости, проходящей через ось шкива перпендикулярно оси спицы; отношение осей a: h=0. 4; момент сопротивления одной спицы:

условие прочности:

Для чугунных шкивов среднее значение. Размеры осей эллипса в сечении спицы у обода уменьшают на 20%.

1.3.8. Размеры ступицы шкива принимают в зависимости от диаметра вала: L (1. 5+2) d, но по возможности не больше В; d1 (1. 8+2) d.

2. Клиноремённые передачи

Промышленность выпускает клиновые ремни трёх видов: нормального сечения, предназначенные для общего применения; допускаемая скорость до 30 м/с; узкие — для скорости — до 40 м/с; широкие — для бесступенчатых передач (вариаторов). Стандартные длины L клиновых ремней, мм:

400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10 000; 11 200; 12 500; 14 000; 16 000; 18 000.

Стандартные диаметры шкивов D, мм:

63; 71; 80; 90; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1400; 1600; 1800; 2000.

2.1 Расчёт клиноремённой передачи

Расчёт производят по следующим исходным данным: 1. Мощность на ведущем валу. 2. Частота вращения ведущего вала. 3. Частота вращения ведомого вала. 4. Передаточное число ремённой передачи. 5. Вращающий момент ведущего вала.

По номинальному моменту ведущего вала в таблице 2.1. выбирают сечение ремня с площадью поперечного сечения ремня F и диаметром ведущего шкива Dmin. В табл. 2.1. указано минимальное значение D1. Однако для обеспечения большей долговечности ремня рекомендуется не ориентироваться на Dmin, а брать шкив на 1 — 2 номера больше.

Определяем (если не задано) передаточное число U без учёта скольжения:

Находим диаметр D2 ведомого шкива, с учётом относительного скольжения (табл. 2.2.):

Выбираем ближайшее стандартное значение D2.

Уточняем передаточное число U с учётом:

Пересчитываем:

Таблица 2.1. Клиновые ремни (по ГОСТ 1284– — 68)

Тип

Обозначение сечения

Размеры сечения, мм

F, мм2

L, м

D1, мм

T1, Нм

b

be

h

y0

Нормального сечения

О

10

8. 5

6

2. 1

47

0. 4−2. 5

63

30

А

13

11

8

2. 8

81

0. 56−4. 0

90

15−60

Б

17

14

10. 5

4

138

0. 8−6. 3

125

50−150

В

22

19

13. 5

4. 8

230

1. 8−10

200

120−600

Г

32

27

19

6. 9

476

3. 15−15

315

450−2400

Д

38

32

23. 5

8. 3

692

4. 5−18

500

1600−6000

Е

50

42

30

11

1170

6. 3−18

800

4000

Узкие

УО

10

8. 5

8

2

56

0. 63−3. 55

63

150

УА

13

11

10

2. 8

95

0. 8−4. 5

90

90−400

УБ

17

14

13

3. 5

158

1. 25−8

140

300−2000

УВ

22

19

18

4. 8

278

2−8

224

1500

Таблица 2.2. Относительное скольжение ремня

Тип ремня

Корд тканевый

0. 02

Корд шнуровой

0. 01

Определяем межосевое расстояние a: его выбираем в интервале:

Принимаем близкое к среднему значению.

Расчётная длинна ремня определяется по формуле:

Выбираем ближайшую по стандартному ряду длину ремня.

Вычисляем среднее значение диаметра шкива:

Определяем новое значение a с учётом стандартной длинны L по формуле:

Примечание: при монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения a на 0. 001L для того, чтобы облегчить надевание ремней на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения a на 0. 025L.

Угол обхвата меньшего шкива, в градусах:

1MIN =1100

Окружная скорость, м/с:

D1n1/60 000

По табл. 2.3 находим методом интерполяции величину окружного усилия Р0, передаваемого одним клиновым ремнём при u=1, и длине L0.

Допускаемое окружное усилие на один ремень

,

где коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата:

коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:

— коэффициент режима работы Ср, табл. 2.4.

Определяем окружное усилие, передаваемое ременной передачей Н:

, где N — Вт, V_м/сек

Расчётное число ремней

Определяем усилия в ремённой передачи, приняв напряжения от предварительного натяжения = 1.6 Н/мм2

Предварительное натяжение каждой ветви ремня Н:

F — площадь сечения ремня

рабочее натяжение ведущей ветви

то же ведомой ветви

усилие на валы в Н:

Таблица 2.3 Окружное усилие р0, передаваемое одним клиновым ремнём при u=1, длине L0 и спокойной работе

Тип

Сечение ремня (Длина L0), мм

D1, мм

V, м/с

5

10

15

20

25

30

35

40

Р0, Н

Ремни нор — маль-ного сечения

О

(1320)

71

112

95

81

68

56

-

-

-

80

124

107

94

80

66

-

-

-

90

134

116

104

86

76

62

-

-

100

140

124

111

98

84

66

-

-

А

(1700)

100

190

160

138

115

91

-

-

-

112

210

182

160

137

112

83

-

-

125

230

200

177

155

132

105

-

-

140

246

218

194

172

148

121

-

-

160

264

135

214

190

165

138

-

-

Б

(2240)

140

322

270

230

191

-

-

-

-

160

366

315

275

236

196

149

-

-

180

402

351

310

272

230

184

-

-

200

430

379

238

300

257

212

-

-

224

452

405

363

325

282

271

-

-

В

(3750)

224

630

535

463

393

318

235

-

-

250

696

602

530

460

384

302

-

-

280

756

663

590

520

44

383

-

-

315

814

719

647

558

500

416

-

-

355

864

770

700

630

550

470

-

-

Г

(6000)

355

1350

1140

990

840

680

513

-

-

400

1510

1300

1150

100

840

670

-

-

450

1650

1440

1290

1140

980

816

-

-

500

1760

1550

1400

1250

1100

926

-

-

560

1850

1660

1500

1350

1180

1300

-

-

Д

(7100)

560

2280

1990

1760

1550

1930

1090

-

-

630

2480

2180

1960

1740

1840

1280

-

-

710

2640

2350

2120

1910

1690

1440

-

-

800

2800

2500

2280

2060

1520

1590

-

-

900

2920

2600

2400

2190

1330

1720

-

-

Ремни узкие

УО

(1600)

71

236

195

164

136

106

-

-

-

80

276

234

204

175

146

-

-

-

90

310

265

238

210

180

152

-

-

100

332

292

263

236

208

178

-

-

УА

(2500)

100

378

315

269

-

-

-

-

-

112

434

372

325

280

233

-

-

-

125

492

423

378

330

280

236

-

-

140

528

470

420

378

330

281

226

-

160

576

517

468

427

380

331

276

220

УБ

(3535)

140

590

500

425

-

-

-

-

-

160

690

600

526

455

376

-

-

-

180

760

670

603

530

456

383

-

-

200

824

730

667

595

524

443

360

-

224

852

790

710

650

594

503

423

-

УВ

(5600)

224

1090

940

820

705

-

-

-

-

250

1210

1060

946

830

704

570

-

-

280

1320

1150

1090

935

820

690

-

-

315

1410

1280

1160

1045

928

796

649

500

355

1520

1380

1250

1145

1020

890

846

585

Таблица 2.4. Коэффициент динамичности режима работы Ср

Режим работы

Cp

Нагрузка спокойная

1

Умеренные колебания

1. 1

Значительные колебания

1. 25

Ударные и резко неравномерные нагрузки

1. 5; 1. 6

При частых и резких пусках

повысить на 0. 1

2. 2 Шкивы клиноремённых передач

Материал шкивов — чугун СЧ 15 — 32, сталь 25Л.

Шероховатость рабочих поверхностей Rz 2.5 мкм.

Стандартные диаметры шкивов, профили канавок для ремней нормального сечения и их размеры приведены в разделе 2.

Шкивы выполняют дисковыми, если их расчётный диаметр не превышает следующих значений, мм:

для ремней О

до 160

для ремней А

до 200

для ремней Б

до 250

для ремней В

до 355

для ремней Г

до 400

Шкивы большего диаметра, а также шкивы для ремней Д и Е выполняют со спицами.

Канавки шкивов для клиновых ремней нормального сечения представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5 Канавки шкивов для клиновых ремней нормального сечения. Размеры, мм

Сечение ремня

С

е

t

s

Расчётные диаметры при угле 0

34

36

38

40

О

2. 5

7. 5

12

8

63−71

80−100

112−160

180

А

3. 3

9

15

10

90−112

125−160

180−400

450

Б

4. 2

11

19

12. 5

125−160

180−224

250−500

560

В

5. 7

14. 5

22. 5

17

-

200−315

355−630

710

Г

8. 1

20

37

24

-

315−450

500−900

1000

Д

9. 6

23. 5

44. 5

29

-

500−560

630−1120

1250

Е

12. 5

31

58

38

-

-

800−1400

1600

Таблица 3.1. Поликлиновые ремни. Размеры, мм

Сечение ремня

t

H

h

r1

r2

Длина

D1

M1, Hм

Масса (кг) 1 м ремня с 10 рёбрами

К

2. 4

4

2. 35

0. 1

0. 4

400−2000

40

40

0. 09

Л

4. 8

9. 5

4. 85

0. 2

0. 7

1250−4000

80

18−400

0. 45

М

9. 5

16. 7

10. 35

0. 4

1. 0

2000−4000

180

130

1. 6

Примечания: 1. Стандартные длины поликлиновых ремней в указанных интервалах такие же как и клиновых ремней.

2. Стандартные диаметры шкивов для поликлиновых ремней такие же как и для клиновых.

3. Рекомендуемые числа рёбер ремней:

сечение…К Л М

число рёбер… 2−36 4−20 2−20

3. Поликлиновые ремни

По сравнению с клиновыми поликлиновые ремни более гибки, поэтому для них можно применять шкивы меньшего диаметра, следовательно, габариты передачи уменьшаются; нагрузка по ширине ремня распределяется равномерно, тогда как в передачах с клиновыми ремнями необходимо тщательно подбирать ремни по длине для обеспечения одинакового натяжения.

3. 1 Расчёт поликлиновой передачи

Выбрать поперечное сечение поликлинового ремня, в зависимости от момента ведущего вала по табл. 3.1.

Определяем диаметр меньшего шкива, при вращающем моменте на ведущем валу M1 250 Нм

при М1=260 900 Нм,, здесь D1 в мм.

Полученный результат округляют по стандарту (см. раздел 2).

Находят D2, округляют его также, уточняют передаточное отношение (с учётом относительного скольжения) и частоту вращения ведомого шкива.

Межосевое расстояние a принимают в зависимости от u и отношения;

u

1 — 2

Cв.2 до 3

Св.3 до 6

2 — 1. 5

1.5 — 1

1 — 0. 85

Определяют расчётную длину L ремня, округляют до стандартного значения.

Пересчитать межосевое расстояние по формуле:

Требуемое число рёбер поликлинового ремня:

где

Здесь Р10 — окружное усилие, передаваемое поликлиновым ремнём с 10 рёбрами при i = 1, 1 = 180 0, длине L0 и спокойной работе в одну смену. Значение Р10 приведены в таблице (3. 2). Коэф. С, учитывающий влияние угла обхвата, определяют по формуле:.

Коэф. СL, учитывающий длину ремня определяют в зависимости от отношения L/L0, где L0 — эталонная длина, указана в табл. 3. 2:

Коэф. режима работы СР принимают таким же, как и для плоскоремённой передачи (см. раздел 1).

Поправка учитывает уменьшение напряжения изгиба ремня на большом шкиве по сравнению с тем, которая возникает при изгибе на малом шкиве: здесь Р1 в Н; D1 в м; M1 в Нм (табл. 3. 3).

Если число рёбер получается больше рекомендуемого (см. прим. 3 к табл. 3. 1), то следует увеличить диаметры шкивов, повысив тем самым окружную скорость и соответственно снизив расчётное окружное усилие.

Дальнейший расчёт выполняют так же, как и для клиноремённой передачи.

Таблица 3.2. Значение Р10 для поликлиновых ремней с 10 рёбрами при u = 1, = 180 0, длине L0 и спокойной работе в одну смену

Сечение ремня

D1, мм

Значение Р10, Н, при окружной скорости V, м/с

5

10

15

20

25

30

К

(L0=710 мм)

40

280

240

214

185

-

-

50

330

290

266

240

212

-

63

380

340

307

285

256

227

71

400

360

326

300

276

247

80

410

370

346

320

292

263

90

430

390

358

335

308

280

100

440

400

373

345

320

290

112

450

410

386

360

328

303

125

460

420

400

375

348

317

140

470

430

412

380

352

320

160

480

440

412

385

360

340

Л

(L0=1600 мм)

80

780

640

527

415

-

-

100

1000

860

746

635

520

-

112

1100

960

846

735

612

-

125

1180

1040

925

815

690

570

140

1260

1100

1000

890

770

630

160

1340

1200

1076

970

850

717

180

1400

1260

1130

1030

910

780

200

1440

1300

1190

1080

960

827

224

1500

1350

1240

1130

1010

870

250

1540

1400

1280

1170

1050

917

280

1580

1430

1310

1200

1090

953

315

1600

1470

1350

1240

1120

990

355

1640

1500

1380

1280

1160

1020

М

(L0=2240 мм)

180

2900

2400

2010

1640

1270

807

200

3260

2770

2380

2015

1616

1180

224

3600

3130

2740

2375

1980

1540

250

3940

3440

3050

2690

2280

1870

280

4200

3740

3350

2990

2600

2130

315

4300

4000

3620

3250

2840

2400

355

4740

4240

3870

3500

3120

2660

400

4960

4460

4070

3700

3320

2870

450

5140

4650

4270

3900

3480

3060

500

5300

4780

4400

4050

3640

3200

630

5600

5070

4660

4350

3920

3500

800

5800

5310

4930

4550

4160

3730

1000

5960

5410

5070

4700

4320

3900

Таблица 3.3. Значения М1, Нм, для поликлиновых ремней

Сечение ремня

1

1. 1

1. 25

1. 5

2

2. 5

К

0

0. 2

0. 4

0. 5

0. 6

0. 7

Л

0

1. 8

3. 6

4. 5

5. 0

5. 4

М

0

13. 8

27. 6

34. 5

38. 0

41. 4

Список литературы

1. Иванов М. Н. «Детали машин»: Учебник для студентов высших технических учебных заведений. — 5_е изд. Переработанное. — М. Высш. школа. 1991. — 383 ст.

2. Решетев Д. Н. «Детали машин»: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. — 4_е изд. Переработанное и дополн. — М. Машиностроение. 1989 — 436 с.

3. Чернавский, Ицкович и др.: «Курсовое проектирование деталей машин».

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой