Передаточное число ременной передачи формула
Детали машин
Ременные передачи
Общие сведения о ременных передачах
Ременные передачи относятся к передачам трением (фрикционным), у которых передача мощности осуществляется за счет сил трения, возникающих между ведущим, ведомым и промежуточным звеном – упругим ремнем (гибкой связью) .
Ведущее и ведомое звено обычно называют шкивами. Этот тип передач обычно применяется для соединения валов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.
Для нормальной работы ременной передачи необходимо предварительное натяжение ремня, которое может осуществляться за счет перемещения одного из шкивов, за счет натяжных роликов или установки двигателя (механизма) на качающейся плите.
Классификация ременных передач
Ременные передачи классифицируют по различным признакам — по форме поперечного сечения ремня, по взаимному расположению валов и ремня, по количеству и виду шкивов, по количеству охватываемых ремнем шкивов, по способу регулировки натяжения ремня (с вспомогательным роликом или с подвижными шкивами).
1. По форме поперечного сечения ремня различают следующие виды ременных передач:
- плоскоременные (поперечное сечение ремня имеет форму плоского вытянутого прямоугольника, рис. 1а) ;
- клиноременные (поперечное сечение ремня в форме трапеции, рис. 1б) ;
- поликлиноременные (ремень снаружи имеет плоскую поверхность, а внутренняя, взаимодействующая со шкивами, поверхность ремня снабжена продольными гребнями, выполненными в поперечном сечении в форме трапеции, рис. 1г) ;
- круглоременные (поперечное сечение ремня имеет круглую или овальную форму, рис. 1в) ;
- зубчатоременные (внутренняя, контактирующая со шкивами, поверхность плоского ремня снабжена поперечными выступами, входящими в процессе работы передачи в соответствующие впадины шкивов, фото ниже) .
Наибольшее применение в машиностроении имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передачу круглым резиновым ремнем (диаметром 3…12 мм) применяют в приводах малой мощности (настольные станки, приборы, бытовые машины и т. п.) .
Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, в которой передача мощности осуществляется зубчатым ремнем путем зацепления зубцов ремня с выступами на шкивах. Этот тип передач является промежуточным между передачами зацеплением и передачами трением. Зубчатоременная передача не требует значительного предварительного натяжения ремня и не имеет такого недостатка, как скольжение ремня, которое присуще всем прочим ременным передачам.
Клиноременную передачу в основном применяют как открытую. Клиноременные передачи обладают большей тяговой способностью, требуют меньшего натяжения, благодаря чему меньше нагружают опоры валов, допускают меньшие углы обхвата, что позволяет применять их при больших передаточных отношениях и малому расстоянию между шкивами.
Клиновые и поликлиновые ремни выполняют бесконечными и прорезиненными. Нагрузку несет корд или сложенная в несколько слоев ткань.
Клиновые ремни выпускают трех видов: нормального сечения, узкие и широкие. Широкие ремни применяются в вариаторах.
Поликлиновые ремни – плоские ремни с высокопрочным кордом и внутренними продольными клиньями, входящими в канавки на шкивах. Они более гибкие, чем клиновые, лучше обеспечивают постоянство передаточного числа.
Плоские ремни обладают большой гибкостью, но требуют значительного предварительного натяжения ремня. Кроме того, плоский ремень не так устойчив на шкиве, как клиновый или поликлиновый.
2. По взаимному расположению валов и ремня:
- с параллельными геометрическими осями валов и ремнем, охватывающим шкивы в одном направлении – открытая передача (шкивы вращаются в одном направлении, рис. 2а) ;
- с параллельными валами и ремнем, охватывающим шкивы в противоположных направлениях – перекрестная передача (шкивы вращаются во встречных направлениях, рис. 2б) ;
- оси валов перекрещиваются под некоторым углом (чаще всего 90°, рис. 2в) – полуперекрестная передача ;
- валы передачи пересекаются, при этом изменение направления потока передаваемой мощности осуществляется посредством промежуточного шкива или ролика — угловая передача (рис. 2г) .
3. По числу и виду шкивов, применяемых в передаче: с одношкивными валами; с двушкивным валом, один из шкивов которого холостой; с валами, несущими ступенчатые шкивы для изменения передаточного числа (для ступенчатой регулировки скорости ведомого вала).
4. По количеству валов, охватываемых одним ремнем: двухвальная, трех-, четырех- и многовальная передача.
5. По наличию вспомогательных роликов: без вспомогательных роликов, с натяжными роликами (рис. 2д) ; с направляющими роликами (рис. 2г) .
Достоинства ременных передач
К достоинствам ременных передач относятся следующие их свойства:
- Простота конструкции, малая стоимость изготовления и эксплуатации.
- Возможность передачи мощности на значительное расстояние.
- Возможность работы с высокими частотами вращения.
- Плавность и малый шум в работе вследствие эластичности ремня.
- Смягчение вибрации и толчков благодаря упругости ремня.
- Предохранение механизмов от перегрузок и ударов за счет возможности ремня проскальзывать (к передачам с зубчатым ремнем это свойство не относится) .
- Электроизолирующая способность ремня используется для предохранения ведомой части машин с электроприводом от появления опасных напряжений и токов.
Недостатки ременных передач
Основные недостатки ременных передач:
- Большие габаритные размеры (в особенности при передаче значительных мощностей) .
- Малая долговечность ремня, особенно в быстроходных передачах.
- Большая нагрузка на валы и подшипники опор из-за натяжения ремня (этот недостаток менее выражен у зубчатоременных передач) .
- Необходимость применения устройств натяжения ремня, усложняющих конструкцию передачи.
- Чувствительность нагрузочной способности к загрязнению звеньев и влажности воздуха.
- Непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня.
Область применения ременных передач
Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число может быть не строго постоянным (конвейеры, приводы станков, дорожных и сельскохозяйственных машин и т. п.) . Передачи зубчатым ремнем можно применять и в приводах, требующих постоянного значения передаточного числа.
Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт, но может достигать 2000 кВт и даже более. Скорость ремня v = 5…50 м/сек, а в высокоскоростных передачах – до 100 м/сек и выше.
После зубчатой передачи ременная – наиболее распространенная из всех механических передач. Часто она используется в сочетании с другими типами передач.
Геометрические и кинематические соотношения ременных передач
Межосевое расстояние a ременной передачи определяет в основном конструкция привода машины. Рекомендуемые значения межосевого расстояния (см. рис. 3) :
— для плоскоременных передач:
— для клиноременных и поликлиноременных передач:
где:
d1 , d2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов передачи;
h — высота сечения ремня.
Расчетная длина ремня Lр равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов:
По найденному значению из стандартного ряда принимают ближайшую большую расчетную длину ремня Lр . При соединении концов длину ремня увеличивают на 30…200 мм.
Межосевое расстояние в ременной передаче для окончательно установленной длины ремня определяют по формуле:
Угол обхвата ремнем малого шкива
Практически γ не превышает π/ 6, поэтому приближенно принимают sin γ = γ (рад) , тогда:
Для проскоременных передач рекомендуют α1 ≥ 150°, для клиноременных и поликлиновых передач α1 ≥ 110°.
Передаточное отношение ременной передачи:
где: ξ – коэффициент скольжения в передаче, который при нормальной работе равен ξ = 0,01…0,02.
Что такое ременная передача? Расчет ременной передачи
Ременная передача — это механизм переноса энергии с помощью приводного ремня, использующего силы трения или зацепления. Величина передаваемой нагрузки зависит от натяжения, угла обхвата и коэффициента трения. Ремни огибают шкивы, один из которых ведущий, а другой — ведомый.
Достоинства и недостатки
Ременная передача имеет следующие положительные свойства:
- бесшумность и плавность в работе;
- не требуется высокая точность изготовления;
- проскальзывание при перегрузках и сглаживание вибраций;
- нет необходимости в смазке;
- небольшая стоимость;
- возможность ручной замены передачи;
- легкость монтажа;
- отсутствие поломок привода при обрыве ремня.
- большие размеры шкивов;
- нагрузка на валы;
- нарушение передаточного отношения при проскальзывании ремня;
- небольшая мощность.
В зависимости от вида ремень бывает плоским, клиновым, круглым и зубчатым. Этот элемент ременной передачи может объединять преимущества нескольких типов, например, поликлиновый.
Области использования
- Привод ременной передачи с плоским ремнем применяется на станках, пилорамах, генераторах, вентиляторах, а также везде, где требуется повышенная гибкость и допускается проскальзывание. Для высоких скоростей используются синтетические материалы, для меньших — кордтканевые или прорезиненные.
- Ременная передача с клиновыми ремнями применяется для сельскохозяйственной техники и автомобилей (вентиляторная), в тяжелонагруженных и высокоскоростных приводах (узкая и нормального сечения).
- Вариаторы нужны там, где скорость вращения промышленных машин регулируется бесступенчато.
- Приводы с зубчатыми ремнями обеспечивают наилучшие характеристики передач в промышленности и в бытовой технике, где требуются долговечность и надежность.
- Круглоременные применяются для малых мощностей.
Материалы
Материалы подбираются к условиям эксплуатации, где основное значение имеют нагрузка и тип. Они бывают следующими:
- плоские — кожаные, прорезиненные со сшивкой, цельнотканевые из шерсти, хлопчатобумажные или синтетические;
- клиновые — армирующий слой в центре с резиновой сердцевиной и тканая лента наружи;
- зубчатые — несущий слой из металлического троса, полиамидного шнура или стекловолокна в основе из резины или пластмассы.
Поверхности ремней покрываются тканями с пропиткой для повышения износостойкости.
Плоские ремни ременных передач
Типы передач бывают следующими:
- Открытые — с параллельными осями и вращением шкивов в одном направлении.
- Шкивы со ступенями — можно изменить обороты ведомого вала, при этом у ведущего они постоянные.
- Перекрестные, когда оси параллельны, а вращение происходит в разных направлениях.
- Полуперекрестные — оси валов скрещиваются.
- С натяжным роликом, увеличивающим угол обхвата шкива меньшего диаметра.
Ременная передача открытого типа применяется для работы при высокой скорости и с большим межосевым расстоянием. Высокие КПД, нагрузочная способность и долговечность позволяют использовать ее в промышленности, в частности для сельскохозяйственных машин.
Клиноременная передача
Передача характеризуется трапециевидным поперечным сечением ремня и соприкасающимися с ним поверхностями шкивов. Передаваемые усилия при этом могут быть значительными, но ее КПД — небольшой. Клиноременная передача отличается небольшим расстоянием между осями и высоким передаточным числом.
Зубчатые ремни
Передача применяется для высокой скорости при небольшом расстоянии между осями. Она обладает одновременно преимуществами ременных и цепных приводов: работа при высоких нагрузках и с постоянным передаточным отношением. Мощность 100 кВт может обеспечивать преимущественно зубчатая ременная передача. Обороты при этом являются очень высокими — скорость ремня достигает 50 м/с.
Шкивы
Шкив ременной передачи бывает литым, сварным или сборным. Материал выбирают в зависимости от оборотов. Если он изготовлен из текстолита или пластмассы, скорость составляет не более 25 м/с. Если она превышает 5 м/с, требуется статическая балансировка, а для быстроходных передач — динамическая.
В процессе работы у шкивов с плоскими ремнями происходит износ обода от проскальзывания, надлом, трещины, поломка спиц. В клиноременных передачах изнашиваются канавки на рабочих поверхностях, ломаются буртики, происходит разбалансировка.
Если вырабатывается отверстие ступицы, его растачивают, а затем запрессовывают втулку. Для большей надежности ее делают одновременно с внутренним и наружным шпоночными пазами. Тонкостенную втулку устанавливают на клей и крепят болтами через фланец.
Трещины и изломы заваривают, для чего шкив сначала разогревают для устранения остаточных напряжений.
При обтачивании обода под клиновидный ремень допускается, что частота вращения может изменяться до 5% от номинальной.
Расчет передач
Все расчеты для любых типов ремней основаны на определении геометрических параметров, тяговой способности и долговечности.
1. Определение геометрических характеристик и нагрузок. Расчет ременной передачи удобно рассмотреть на конкретном примере. Пусть нужно определить параметры ременного привода от электрического двигателя мощностью 3 кВт к токарному станку. Частоты вращения валов составляют, соответственно, n1 = 1410 мин -1 и n2 = 700 мин -1 .
Выбирается обычно узкий клиновой ремень как наиболее часто используемый. Номинальный момент на ведущем шкиве составляет:
T1 = 9550P1 : n1 = 9550 х 3 х 1000 : 1410 = 20,3 Нм.
Из справочных таблиц выбирается диаметр ведущего шкива d1 = 63 мм с профилем SPZ.
Скорость ремня определяется так:
V = 3,14d1n1 : (60 х 1000) = 3,14 х 63 х 1410 : (60 х 1000) = 4,55 м/с.
Она не превышает допустимую, которая составляет 40 м/с для выбранного типа. Диаметр большого шкива составит:
d2 = d1u х (1 — ey) = 63 х 1410 х (1-0,01) : 700 = 125,6 мм.
Результат приводится к ближнему значению из стандартного ряда: d2 = 125 мм.
Расстояние между осями и длину ремня находят из следующих формул:
a = 1,2d2 = 1,2 х 125 = 150 мм;
L = 2a + 3,14dcp + ∆ 2 : a = 2 х 150 + 3,14 х (63 + 125) : 2 + (125 — 63) 2 : (4 х 150) = 601,7 мм.
После округления до ближайшего значения из стандартного ряда получается окончательный результат: L= 630 мм.
Межосевое расстояние изменится, и его можно снова пересчитать по более точной формуле:
a = (L — 3,14dcp) : 4 + 1 : 4 х ((L — 3,14dcp) 2 — 8∆ 2 ) 1/2 = 164,4 мм.
Для типовых условий передаваемая одним ремнем мощность определяется по номограммам и составляет 1 кВт. Для реальной ситуации ее надо уточнить по формуле:
После определения коэффициентов по таблицам получается:
[P] = 1 х 0,946 х 1 х 0,856 х 1,13 = 0,92 кВт.
Требуемое количество ремней определяется делением мощности электродвигателя на мощность, которую может передавать один ремень, но при этом еще вводится коэффициент Сz = 0,9:
z = P1 : ([P]Cz) = 3 : (0,92 х 0,9) = 3,62 ≈ 4.
Сила натяжения ремня составляет: F = σA = 3 х 56 = 168 H, где площадь сечения А находится по таблице справочника.
Окончательно нагрузка на валы от всех четырех ремней составит: Fsum = 2Fz cos(2∆/a) = 1650 H.
2. Долговечность. В расчет ременной передачи входит также определение долговечности. Она зависит от сопротивления усталости, определяемого величиной напряжений в ремне и частотой их циклов (количество изгибов в единицу времени). От появляющихся при этом деформаций и трения внутри ремня происходят разрушения усталости — надрывы и трещины.
Один цикл нагрузки проявляется в виде четырехкратного изменения напряжений в ремне. Частота пробегов определяется из такого соотношения: U = V : l 1/3 .
Поскольку он стандартизован, расчетная величина приводится к ближайшему значению ряда. Для высоких скоростей берутся повышенные значения.
Число зубьев ведомого шкива определяется по передаточному числу: z2 = uz1.
Межосевое расстояние зависит от диаметров шкивов: a = (0,5. 2) х (d1 + d2).
У ремня число зубьев будет равно: zp = L : (3,14m), где L — ориентировочная расчетная длина ремня.
После выбирают ближнее стандартное число зубьев, затем определяют точную длину ремня из последнего соотношения.
Нужно также определить ширину ремня: b = Ft : q, где Ft — окружная сила, q — удельное натяжение ремня, выбираемое по модулю.
Нагрузка на валы составит: R = (1. 1,2) х Ft.
Заключение
Работоспособность ременных передач зависит от типа ремней и условий их эксплуатации. Правильный расчет позволит выбрать надежный и долговечный привод.
Детали машин
Ременные передачи
Общие сведения о ременных передачах
Ременные передачи относятся к передачам трением (фрикционным), у которых передача мощности осуществляется за счет сил трения, возникающих между ведущим, ведомым и промежуточным звеном – упругим ремнем (гибкой связью) .
Ведущее и ведомое звено обычно называют шкивами. Этот тип передач обычно применяется для соединения валов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.
Для нормальной работы ременной передачи необходимо предварительное натяжение ремня, которое может осуществляться за счет перемещения одного из шкивов, за счет натяжных роликов или установки двигателя (механизма) на качающейся плите.
Классификация ременных передач
Ременные передачи классифицируют по различным признакам — по форме поперечного сечения ремня, по взаимному расположению валов и ремня, по количеству и виду шкивов, по количеству охватываемых ремнем шкивов, по способу регулировки натяжения ремня (с вспомогательным роликом или с подвижными шкивами).
1. По форме поперечного сечения ремня различают следующие виды ременных передач:
- плоскоременные (поперечное сечение ремня имеет форму плоского вытянутого прямоугольника, рис. 1а) ;
- клиноременные (поперечное сечение ремня в форме трапеции, рис. 1б) ;
- поликлиноременные (ремень снаружи имеет плоскую поверхность, а внутренняя, взаимодействующая со шкивами, поверхность ремня снабжена продольными гребнями, выполненными в поперечном сечении в форме трапеции, рис. 1г) ;
- круглоременные (поперечное сечение ремня имеет круглую или овальную форму, рис. 1в) ;
- зубчатоременные (внутренняя, контактирующая со шкивами, поверхность плоского ремня снабжена поперечными выступами, входящими в процессе работы передачи в соответствующие впадины шкивов, фото ниже) .
Наибольшее применение в машиностроении имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передачу круглым резиновым ремнем (диаметром 3…12 мм) применяют в приводах малой мощности (настольные станки, приборы, бытовые машины и т. п.) .
Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, в которой передача мощности осуществляется зубчатым ремнем путем зацепления зубцов ремня с выступами на шкивах. Этот тип передач является промежуточным между передачами зацеплением и передачами трением. Зубчатоременная передача не требует значительного предварительного натяжения ремня и не имеет такого недостатка, как скольжение ремня, которое присуще всем прочим ременным передачам.
Клиноременную передачу в основном применяют как открытую. Клиноременные передачи обладают большей тяговой способностью, требуют меньшего натяжения, благодаря чему меньше нагружают опоры валов, допускают меньшие углы обхвата, что позволяет применять их при больших передаточных отношениях и малому расстоянию между шкивами.
Клиновые и поликлиновые ремни выполняют бесконечными и прорезиненными. Нагрузку несет корд или сложенная в несколько слоев ткань.
Клиновые ремни выпускают трех видов: нормального сечения, узкие и широкие. Широкие ремни применяются в вариаторах.
Поликлиновые ремни – плоские ремни с высокопрочным кордом и внутренними продольными клиньями, входящими в канавки на шкивах. Они более гибкие, чем клиновые, лучше обеспечивают постоянство передаточного числа.
Плоские ремни обладают большой гибкостью, но требуют значительного предварительного натяжения ремня. Кроме того, плоский ремень не так устойчив на шкиве, как клиновый или поликлиновый.
2. По взаимному расположению валов и ремня:
- с параллельными геометрическими осями валов и ремнем, охватывающим шкивы в одном направлении – открытая передача (шкивы вращаются в одном направлении, рис. 2а) ;
- с параллельными валами и ремнем, охватывающим шкивы в противоположных направлениях – перекрестная передача (шкивы вращаются во встречных направлениях, рис. 2б) ;
- оси валов перекрещиваются под некоторым углом (чаще всего 90°, рис. 2в) – полуперекрестная передача ;
- валы передачи пересекаются, при этом изменение направления потока передаваемой мощности осуществляется посредством промежуточного шкива или ролика — угловая передача (рис. 2г) .
3. По числу и виду шкивов, применяемых в передаче: с одношкивными валами; с двушкивным валом, один из шкивов которого холостой; с валами, несущими ступенчатые шкивы для изменения передаточного числа (для ступенчатой регулировки скорости ведомого вала).
4. По количеству валов, охватываемых одним ремнем: двухвальная, трех-, четырех- и многовальная передача.
5. По наличию вспомогательных роликов: без вспомогательных роликов, с натяжными роликами (рис. 2д) ; с направляющими роликами (рис. 2г) .
Достоинства ременных передач
К достоинствам ременных передач относятся следующие их свойства:
- Простота конструкции, малая стоимость изготовления и эксплуатации.
- Возможность передачи мощности на значительное расстояние.
- Возможность работы с высокими частотами вращения.
- Плавность и малый шум в работе вследствие эластичности ремня.
- Смягчение вибрации и толчков благодаря упругости ремня.
- Предохранение механизмов от перегрузок и ударов за счет возможности ремня проскальзывать (к передачам с зубчатым ремнем это свойство не относится) .
- Электроизолирующая способность ремня используется для предохранения ведомой части машин с электроприводом от появления опасных напряжений и токов.
Недостатки ременных передач
Основные недостатки ременных передач:
- Большие габаритные размеры (в особенности при передаче значительных мощностей) .
- Малая долговечность ремня, особенно в быстроходных передачах.
- Большая нагрузка на валы и подшипники опор из-за натяжения ремня (этот недостаток менее выражен у зубчатоременных передач) .
- Необходимость применения устройств натяжения ремня, усложняющих конструкцию передачи.
- Чувствительность нагрузочной способности к загрязнению звеньев и влажности воздуха.
- Непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня.
Область применения ременных передач
Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число может быть не строго постоянным (конвейеры, приводы станков, дорожных и сельскохозяйственных машин и т. п.) . Передачи зубчатым ремнем можно применять и в приводах, требующих постоянного значения передаточного числа.
Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт, но может достигать 2000 кВт и даже более. Скорость ремня v = 5…50 м/сек, а в высокоскоростных передачах – до 100 м/сек и выше.
После зубчатой передачи ременная – наиболее распространенная из всех механических передач. Часто она используется в сочетании с другими типами передач.
Геометрические и кинематические соотношения ременных передач
Межосевое расстояние a ременной передачи определяет в основном конструкция привода машины. Рекомендуемые значения межосевого расстояния (см. рис. 3) :
— для плоскоременных передач:
— для клиноременных и поликлиноременных передач:
где:
d1 , d2 – диаметры ведущего и ведомого шкивов передачи;
h — высота сечения ремня.
Расчетная длина ремня Lр равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов:
По найденному значению из стандартного ряда принимают ближайшую большую расчетную длину ремня Lр . При соединении концов длину ремня увеличивают на 30…200 мм.
Межосевое расстояние в ременной передаче для окончательно установленной длины ремня определяют по формуле:
Угол обхвата ремнем малого шкива
Практически γ не превышает π/ 6, поэтому приближенно принимают sin γ = γ (рад) , тогда:
Для проскоременных передач рекомендуют α1 ≥ 150°, для клиноременных и поликлиновых передач α1 ≥ 110°.
Передаточное отношение ременной передачи:
где: ξ – коэффициент скольжения в передаче, который при нормальной работе равен ξ = 0,01…0,02.
Расчет ременной передачи;
Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.
Ременные передачи находят применение лишь в приводах главного движения станков. В приводах подач эти передачи не используются, так как не обеспечивают высокой точности передачи движения.
В металлорежущих станках применяются плоскоременные и клиноременные передачи, реже применяются передачи с зубчатыми ремнями.
Окружные скорости на шкивах определяют по формулам:
, м/с, (4.5)
где υ1 и υ 2 — окружные скорости на ведущем и ведомом шкивах;
— d1 и d2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм;
— n1 и n2 — частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, об/мин.
В ременных передачах имеет место упругое скольжение, поэтому окружную скорость ведомого вала определяют по формуле:
, м/с, (4.6)
где x — коэффициент упругого скольжения.
Рекомендуемые значения x для ремней:
— прорезиненные и текстильные 0,01;
— кордтканевые клиновые 0,02;
Передаточное число передачи определяется по формуле:
, (4.7)
Диаметр ведущего шкива клиноременной передачи определяется по формуле:
, мм (4.8)
где С – коэффициент пропорциональности:
— С=38…42 для ремней нормального сечения;
— С=20 для ремней узкого сечения;
— С=30 для поликлиновых ремней.
— Т1 – вращающий момент на ведущем шкиве, Н×м.
Значение d1 выбирают из стандартного ряда: 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.
Межосевое расстояние aw предварительно вычисляют по формулам:
где T – высота ремня, мм (см. табл. 4.1).
Межосевое расстояние выбирается предварительно в диапазоне между aw min и aw max .
Размеры и масса 1 м клиновых ремней по ГОСТ 1284.1—80(см. рис. 4.1)
Примечание — Ряд предпочтительных расчетных длин Lр, мм: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 11200, 12500, 14000, 16000, 18000.
Длина ремня (без учета провисания):
Расчетная длина ремня округляется до большей
предпочтительной длины (см. табл.4.1).
После выбора длины ремня производится
уточненный расчет межосевого расстояния:
Угол обхвата в ременной передаче с двумя шкивами определяется по формуле:
, (4.13) (4.13)
где знак «плюс» для большого шкива d2, «минус» для малого шкива d1.
Окружная сила на шкивах (полезная нагрузка ремня):
где N—передаваемая мощность, Вт;
— υ – окружная скорость, м/с.
где F1 и F2 — натяжение ведущей и ведомой ветвей (без учета центробежных сил).
где F — предварительное натяжение ремня, Н
,
где e=2,718 — основание натуральных логарифмов;
— f — коэффициент трения (табл. 4.2);
— a — угол обхвата на малом шкиве.
Напряжения в работающем ремне складываются из: растягивающих напряжений s от предварительного натяжения, напряжений от передаваемого окружного усилия s1, напряжений от центробежных сил sц и напряжений изгиба sи.
Значения коэффициентов трения f, между ремнем и шкивом
Примечание — Для клиноременной передачи вместо коэффициента трения f принимается приведенный коэффициент трения:
,
где j — угол канавки шкива (34 0 — 40 0 ).
Для среднего значения j:
Растягивающие напряжения s находятся по формуле:
, МПа, (4.14)
где А — площадь поперечного сечения (см. табл. 4.1), мм 2 .
Модуль упругости ремня Е
Напряжение s является важнейшим фактором, определяющим тяговую способность передачи. Для обеспечения оптимальных условий работы передачи рекомендуется принимать s, МПа:
— для плоских ремней 1,8;
— для клиновых ремней 1,2 — 1,5;
— для ремней из капрона 3,0 — 4,0.
Напряжение от передаваемого окружного усилия s1:
, МПа (4.15)
Напряжение s1 оказывает влияние на долговечность ремня примерно в той же мере, как и s .
Напряжение от центробежных сил sц:
, МПа (4.16)
где υ скорость ремня, м/с;
— r — плотность ремня, г/см 3 .
Для прорезиненных и клиновых ремней r=1,1. 1,2 г/см 3 ; для хлопчатобумажных r = 0,9. 1,0 г/см 3 ; для кожаных r = 1,0. 1,1 г/см 3 .
Напряжение изгиба sи:
, МПа (4.17)
где у — расстояние от крайних волокон несущего слоя до нейтральной линии ремня;
— Е — модуль упругости (табл. 4.3).
Напряжение изгиба оказывает преимущественное влияние на долговечность ремня и усталостное разрушение.
Наибольшее суммарное напряжение
(4.18)
Основные параметры клиновых кордшнуровых ремней: форму и размеры поперечного сечения, длину определяют в соответствии с ГОСТ 1284.1—89, ГОСТ 1284.2—89, а размеры шкивов — по ГОСТ 20889-88. Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемого момента (табл. 4.1).
Чаще всего проектный расчет ременной передачи выполняется по допустимой мощности, передаваемой одним ремнем.
где N — номинальная мощность передачи с одним ремнем при u=1 и υ=10 м/с, кВт (см. приложение, табл. 8);
— Ca — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата (см. табл.4.4); — CL—коэффициент, учитывающий длину ремня:
, (4.20)
где Lр0 — базовая длина клинового ремня (см. приложение, табл. 8);
—Cи—коэффициент, учитывающий передаточное число.
Значения коэффициента Си выбирают из следующих соотношений:
и 1 1,1 1,2 1,4 1,8 свыше 2,5
—Cр — коэффициент, учитывающий режим работы: при спокойной нагрузке и односменной работе Ср=1; при умеренных колебаниях Ср =0,9; при значительных колебаниях Ср = 0,8. При двухсменной работе значение Ср следует уменьшить на 0,1, при трехсменной — на 0,2.
Мощность передачи Nр с одним ремнем при работе на двух шкивах рассчитывается по шкиву с меньшим диаметром, при работе на трех и более — по ведущему шкиву с дополнительной проверкой для ведомых с меньшим диаметром и углом обхвата.
Число ремней z в передаче для обеспечения среднего ресурса эксплуатации определяют по формуле:
(4.21)
где N1— передаваемая мощность на ведущем валу, кВт;
— Сz — коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте, выбирают из следующих соотношений:
Число ремней в комплекте: 2…3 4. 6 более 6
Коэффициент Сa угла обхвата