ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Расчет клиноременной передачи

На рис. 1 показана кинематическая схема клиноременной передачи. Для расчета передачи необходимы исходные данные, которые приведены ниже.

Рис. 1

Исходные данные: мощность и вращающий момент на ведущем валу передачи Р₁ и Т₁, частота вращения ведущего шкива n₁, передаточное число u, характер нагрузки, расположение передачи в пространстве (горизонтальная, наклонная или вертикальная), требования к конструктивному исполнению.

1. Выбирается тип сечения ремня. По величине Р₁ и n₁, используя диаграмму, рис. 2. Ремни с большей площадью поперечного сечения имеют большую нагрузочную способность, но менее гибкие, что приведет к выбору шкива с большим диаметром. Выбор ремня с меньшей площадью сечения позволит получить меньшие габариты передачи, но с большим числом ремней.

Рис. 2

При мощности менее 2 кВт рекомендуется выбирать ремень типа 0, при мощности более 100 кВт следует выбирать ремни типа Д и Е.

2. Выбирается диаметр ведущего шкива, d₁ по таблице 1. Для каждого сечения ремня дан рекомендуемый диапазон значений d₁. Меньшие значения следует принимать в том случае, когда необходимо получить малые габариты передачи, но в этом случае напряжения изгиба в ремне будут наибольшие, что приведет к увеличению числа ремней.

Значение d₁ следует принимать по ГОСТ, таблица 2, или из ряда чисел, рекомендуемых для размеров, таблица 3.

Таблица 1

Обозначение сечения	Размеры сечения, мм	Площадь сечения, А, мм²	Длина ремня, , мм	Базовая длина, , мм	Диаметр шкива, d₁, мм
b	b_p	h	y₀	d_min	Рекомендуемые, d₁
0 (Z)		8,5		2,1		400 - 2500	71, 80, 90, 100
А (A)				2,8		560 - 4000	100, 112, 125, 140, 160
Б (B)			10,5			800 - 6300	140, 160, 180, 200, 224
В (C)			13,5	4,8		1800 - 10000	224, 250, 280, 315, 355
Г (D)				6,9		3150 - 15000	355, 400, 450, 500, 560
Д (E)			23,5	8,3		4500 - 18000	560, 630, 710, 800, 900

Примечание: в скобках даны обозначения ремней в международной системе ISO.

Размеры сечения ремня показаны на рис. 3.

Таблица 2

Стандартные диаметры шкивов, мм

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

Таблица 3

Ряд чисел Ra40 по ГОСТ 6636-69

50, 53, 56, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 160, 170,

180, 190, 200, 210, 220, 240, 250, 260, 280, 300, 320, 340, 360, 380, 400, 420, 450, 480, 500,

530, 560, 600, 630, 670, 710, 750, 800, 850, 900, 950, 1000

3. Определяется диаметр ведомого шкива, приближенно

Полученное значение округляется до ближайшего по ГОСТ, таблица 2, если привод проектируется для серийного производства. В других случаях, в том числе и при учебном проектировании, значения диаметров можно принимать из ряда чисел, таблица 3.

4. Уточняется передаточное число с учетом коэффициента скольжения e

Можно принять ε=0,01…0,02. Отклонение значения u от заданного допускается до 4 %.

5. Предварительно определяется межосевое расстояние, , мм.

Межосевое расстояние ременных передач можно назначать в широких пределах. От величины а зависит длина ремня. Предварительно его можно ориентировочно определить в зависимости от передаточного числа u и диаметра d₂ по таблице 4 , [2].

Таблица 4

Значения межосевого расстояния, а, мм
u
a	1,5 d₂	1,2 d₂	d₂	0,95 d₂	0,9 d₂	0,85 d₂

При необходимости наименьшее или наибольшее значения межосевого расстояния можно определить по формулам:

где h – высота ремня, мм, таблица 1.

Однако межосевое расстояние следует принимать при определенных требованиях к габаритам передачи. В практических расчетах, если нет особых требованиям к габаритам передачи, рекомендуется принимать значение не меньше, чем полученное по таблице 4. Значение межосевого расстояния, выбранное близко к , может создать затруднения при компоновке привода, а также при конструировании механизма натяжения.

6. Расчетная длина ремня

, мм

значение длины ремня выбирается по ГОСТ, таблица 5. Если нет специальных требований к габаритам передачи, то рекомендуется выбирать l близкое к расчетному, желательно большее значение. Увеличение длины ремня способствует уменьшению числа циклов нагружения и увеличению срока службы ремня, но при этом увеличиваются габариты передачи.

Таблица 5

Стандартные значения длины клиновых ремней, мм

400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800,1950, 2000, 2240,

2500, 2800,3120, 3150, 3200, 3255, 3325, 3550, 4000, 4500, 5000, 5300, 5600, 6000, 6300

7. Уточняется межосевое расстояние,

, мм.

8. Угол обхвата меньшего шкива, a, град.,

Угол a для клиноременных передач должен быть не менее 120^о, при меньших значениях снижается тяговая способность передачи.

9. Определяется окружная скорость, V

, м/с.

10. Номинальная мощность Р_о , передаваемая одним ремнем при условии: a=180^о , u=1, нагрузка без колебаний, для базовой длины ремня , выбирается по таблице 6.

Таблица 6

Мощность Р₀, кВт, передаваемая одним ремнем.

Сечение ремня	Расчетный диаметр малого шкива, мм	Скорость ремня, м/с

0 (Z)		0,23	0,29	0,36	0,42	0,49	0,56	0,62	0,69	0,75	0,82
	0,24	0,32	0,39	0,47	0,55	0,63	0,71	0,78	0,85	0,93
	0,29	0,37	0,45	0,53	0,61	0,69	0,77	0,85	0,92	1,00
	0,31	0,41	0,49	0,58	0,67	0,76	0,85	0,93	1,03	1,11
А (A)		0,52	0,66	0,74	0,88	1,03	1,10	1,25	1,33	1,40	1,47
	0,52	0,66	0,81	0,96	1,10	1,18	1,33	1,40	1,47	1,62
	0,52	0,66	0,81	0,96	1,10	1,25	1,40	1,47	1,54	1,69
	0,59	0,74	0,96	1,10	1,25	1,40	1,54	1,69	1,84	1,99
Б (B)		0,74	0,96	1,10	1,33	1,47	1,69	1,92	2,06	2,28	2,42
	0,81	1,08	1,25	1,40	1,62	1,84	2,06	2,23	2,42	2,65
	0,96	1,18	1,40	1,62	1,84	1,99	2,20	2,50	2,72	2,94
	1,10	1,33	1,55	1,77	1,99	2,20	2,50	2,72	2,92	3,16
В (С)		1,40	1,77	2,14	2,50	2,80	3,10	3,40	3,68	3,98	4,35
	1,62	2,06	2,42	2,88	3,16	3,54	3,90	4,24	4,64	5,00
	1,77	2,20	2,65	3,10	3,54	3,90	4,27	4,64	5,10	5,45
	1,84	2,36	2,88	3,32	3,76	4,20	4,57	5,00	5,45	5,90
Г (D)		-	-	4,71	5,45	6,25	7,00	7,65	8,45	9,19	9,70
	-	-	5,15	5,96	6,85	7,65	8,39	9,20	9,87	10,44
	-	-	5,59	6,48	7,38	8,24	9,19	10,08	10,90	11,54
	-	-	6,10	6,94	7,93	8,90	9,92	10,98	11,78	12,50

Примечание: в скобках даны обозначения ремней в международной системе ISO.

Клиновые ремни изготавливают в виде замкнутой бесконечной ленты. Для передач общего назначения по ГОСТ 1284.1-89 изготовляют семь типов клиновых ремней 0, А, Б, В, Г, Д, Е, отличающихся размерами поперечного сечения. Размеры сечения соответственно увеличиваются от типа 0 к Е.

11. Мощность, передаваемая одним ремнем Р_р в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи

, кВт,

где: С_a коэффициент угла обхвата, таблица 7, С_l коэффициент длины ремня, таблица 8, С_u коэффициент передаточного отношения, таблица 9, С_р коэффициент режима нагрузки, таблица 10.

Таблица 7

Коэффициент угла обхвата, Сa
a
Сa	0,98	0,95	0,92	0,89	0,86	0,82	0,78

Таблица 8

Коэффициент длины ремня,
	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0
C_L	0,86	0,89	0,95	1,0	1,04	1,07	1,1	1,13	1,15

Таблица 9

Коэффициент передаточного отношения, С_u
u	1,0	1,6	2,0	2,4	3 и больше
C_u	1,0	1,11	1,13	1,13	1,14

Таблица 10

Коэффициент режима нагрузки, С_р
Характер нагрузки	Спокойная	Умеренные колебания	Значительные колебания	Резко переменная
С_р	1...1,2	1,1...1,3	1,3...1,5	1,5...1,7

12. Определяется число ремней, z

где: С_z коэффициент числа ремней, таблица 11.

Вначале определяют z без учета коэффициента C_z, а затем уточняют число ремней z.

Таблица 11

Коэффициент числа ремней, С_z
z	2...3	4...6
C_z	0,95	0,9

Принимается целое число ремней. Рекомендуется z£6, т.к. размеры ремней и канавок имеют неизбежные отклонения. Чем больше ремней, тем больше неравномерность натяжения и загрузка их. В передаче появляются дополнительные скольжения, износ и потеря мощности.

Если число ремней получается дробным, то выбор z рекомендуется производить из следующих условий:

- если дробная часть меньше 0,2, то z можно округлить в меньшую сторону, что приведет к незначительному уменьшению срока службы ремней,

- если дробная часть больше 0,8, то z следует округлить в большую сторону, что приведет к некоторому увеличению долговечности ремней,

- если дробная часть составляет от 0,2 до 0,8, то следует расчет повторить, изменив диаметры шкивов и длину ремня, по рекомендациям, приведенным выше. Таким образом, можно получить значение z близкое к целому числу.

13. Предварительное натяжение каждой ветви ремня, F_o

, H,

где s_о = 1,6 Н/мм² , рекомендуемое для клиноременных передач напряжение от предварительного натяжения, А площадь поперечного сечения ремня, мм², таблица 1.

Установку натяжения ремня и его контроль при эксплуатации передачи наиболее просто производить по стреле прогиба ветви ремня под действием определенной нагрузки. Определение стрелы прогиба и схема измерения приведена в Приложении 3.

14. Окружная сила

, Н.

15. Определяются силы, действующие в ветвях ремня (в расчете на один ремень)

, Н,

, Н.

16. Определяется сила, действующая на валы и подшипники от предварительного натяжения, F_в

, H.

Величина этой силы в дальнейшем может быть использована при определении опорных реакций, расчете валов, определении долговечности подшипников.

17. Частота пробегов ремня

, с^-1,

допускаемое число пробегов для клиновых ремней рекомендуется [n_p]=10 с^-1 . Если условие n_p£[n_p] не удовлетворяется, то следует увеличить длину ремня.

18. Определяются основные размеры шкивов, таблица 12, разрабатывается их конструкция, выбирается способ крепления на валах.

Таблица 12

Шкивы клиноременных передач

Профили канавок для ремней нормального сечения и их размеры

Сечение ремня	c	e	t	b	Расчетные диаметры при угле φ^о

	2,5	7,5			63-71	80-100	112-160
А	3,3				90-112	125-160	180-400
Б	4,2			12,5	125-160	180-224	250-500
В	5,7	14,5	22,5		-	200-315	355-630
Г	8,1				-	315-450	500-900
Д	6,9	23,5	44,5		-	500-560	630-1120
Е	12,5				-	-	800-1400

Примечание: Материал шкивов – чугун СЧ 15, сталь 25 Л.

Шероховатость рабочих поверхностей Ra < 2,5 мкм.

Рис. 3

19. Выбирается способ натяжения ремней.

Способы натяжения ремней.

Передача вращающего момента от ведущего шкива к ремню и от ремня к ведомому шкиву происходит за счет силы трения между ремнем и шкивом. Сила трения зависит от величины предварительного натяжения ремня, которое осуществляют следующими способами:

1. Периодическим подтягиванием ремня (по мере его вытяжки) с помощью винта, за счет перемещения электродвигателя по салазкам (Приложение 1, рис. 1). Периодическое регулирование натяжения требует систематического наблюдения за передачей и в случае уменьшения натяжения может появиться буксование, что приведет к быстрому износу ремня. Тем не менее, этот способ наиболее часто применяется на практике. Параметры салазок приведены в таблице, (Приложение 2).

2. Натяжным роликом, устанавливаемым с наружной стороны ведомой ветви ремня ближе к шкиву малого диаметра (Приложение 1, рис. 2). Это способствует увеличению угла обхвата малого шкива. Поджим натяжного ролика может быть периодическим или же с помощью пружины. Недостатком этого способа является изгиб ремня в обратную сторону, что ускоряет процесс усталостного разрушения ремня. Для клиноремённых передач этот способ практически не применяется.

3. Под действием силы тяжести электродвигателя, установленного на качающейся плите, и винтового устройства, (Приложение 1, рис. 3).

4. Автоматически за счет применения зубчатой пары в сочетании с ременной передачей. Способ используется редко из-за усложнения конструкции.

Значение натяжения ремня оказывает существенное влияние на долговечность, тяговую способность и КПД передачи.

При конструировании натяжного устройства необходимо определить ход шкива, обеспечивающий надевание ремня и натяжение его.

Уменьшение межосевого расстояния для надевания ремня рекомендуется принимать в зависимости от длины ремня , а увеличение при натяжении ремня . Конструкция салазок должна обеспечить достаточный ход шкива с запасом.

Результаты расчета следует представить в виде таблицы, содержащей основные параметры передачи, а также эскизы шкивов.

3. Пример расчета клиноременной передачи

Рис. 9

Исходные данные: мощность на ведущем шкиве Р₁ = 7 кВт, вращающий момент на ведущем шкиве Т₁ = 45,5 Нм, частота вращения ведущего шкива n₁ = 1470 мин^-1 , передаточное число u = 3, характер нагрузки: имеют место умеренные колебания (например, привод ленточного конвейера).

1. Выбирается тип сечения ремня. По величине Р₁ и n₁ , используя диаграмму, рис. 2, выбираем сечение Б.

2. Диаметр ведущего шкива для сечения Б рекомендуется в пределах: 125…280 мм, примем из стандартного ряда d₁ = 140 мм, табл. 1.

3. Диаметр ведомого шкива =140×3 =420 мм, что соответствует ряду чисел, таблица 3.

4. Уточняется передаточное число с учетом коэффициента скольжения e

Отклонение этого значения от заданного составляет 1%, что допускается.

5. Межосевое расстояние, ориентировочно = 1× 420 = 420 мм, табл.4. Максимальное значение =1120 мм. Примем предварительно =450 мм.

6. Расчетная длина ремня

мм

примем по ГОСТ =2000 мм, табл. 5.

7. Уточняется межосевое расстояние

мм.

8. Угол обхвата меньшего шкива a

Значение угла α>120^о, что удовлетворяет требованию обеспечения тяговой способности.

9. Окружная скорость V

м/с.

10. Номинальная мощность Р_о , передаваемая одним ремнем при условии: a=180^о , u=1, нагрузка без колебаний, для базовой длины ремня: Р_о = 2,85 кВт, табл. 6.

11. Мощность, передаваемая одним ремнем Р_р в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи

кВт,

где С_a = 0,92 коэффициент угла обхвата, С_l = 0,98 коэффициент длины ремня, С_u = 1,14 коэффициент передаточного отношения, С_р = 1,15 коэффициент режима нагрузки (умеренные колебания), табл. 7, 8, 9, 10.

12. Число ремней z