Пример расчета ременной передачи

5.4.1 Исходные данные.

Рассчитать открытую клиноременную передачу по следу­ющим данным:

P =5,5 кВт — мощность на валу ведущего шкива (номи­нальная мощность электродвигателя);

n₁ =1445 мин ^–1 — число оборотов ведущего шкива;

U = 3 — передаточное число;

С — средний режим работы.

Работа в две смены.

Срок службы привода L_n= 20000 часов.

Конструируемый шкив — ведомый.

5.4.2 Выбор сечения ремня.

Для заданных Р₁, = 5,5 кВт, n₁=1445 мин ^–1 по графику (см. рис. 5.4) подходят ремни сечением Б с размерами (см. табл. 5.1): W_p= 14 мм; W =17мм; T₀ = 11 мм; площадь сечения А = 138 мм²; масса 1 м длины ремня = 0,18 кг/м; минимальный диаметр шки­ва d_min=125 мм.

5.4.3 Определение диаметров шкивов.

С целью увеличения рабочего ресурса работы передачи принимаем d₁ > d_min. Из стандартного ряда (см. табл. 5.2) бли­жайшее большее значение d₁= 140 мм. Расчетный диаметр ведомого (большего) шкива:

d₂ = d_l = 140 3 = 420мм.

Ближайшее стандартное значение d₂= 400 мм. С учетом коэффициента относительного скольжения ε = 0,01 уточняем передаточное число:

Отличие от заданного передаточного числа:

что меньше допустимого отклонения 5%.

5.4.4 Межосевое расстояние ременной передачи:

a_min = 0,55(d₁ + d₂) + T_о = 0,55(140 + 400) + 11 = 308 мм;

a_max = d₁+ d₂=140 + 400 = 540 мм.

Принимаем промежуточное стандартное значение а = 420 мм.

5.4.5 Определяем расчетную длину ремня:

Ближайшее стандартное значение по табл. 5.1: L = 1800 мм.

5.4.6 Уточняем межосевое расстояние:

В данной формуле

мм;

мм².

Принимаем а^уточн= 460 мм.

5.4.7 Для установки и замены ремней предусматриваем возможность уменьшения а на 3% (т.е. на 0,03 460 = 13,8 мм). Для компенсации удлинения ремней во время эксплуатации предусматриваем возможность увеличения а на 5,5% (т.е. 0,06 460 = 27,6 мм).

5.4.8 Определяем угол обхвата ремнями ведущего шкива:

Минимальный угол охвата _min для пере­дачи клиноременной должен быть равен 120°.

5.4.9 Для определения числа ремней определяем коэффи­циенты:

угла обхвата С_а = 0,91 (см. табл. 5.6); длины ремня C_L = 0,95 (см. табл. 5.8, L = 1800 мм); режима работы С = 1,2 (см. табл. 5.10, режим средний, число смен работы — две); чис­ла ремней C_z = 0,95 (см. табл. 5.4, приняв ориентировочно Z= 2...3).

По табл.5. 9 находим номинальную мощность Р₀ = 3,205 кВт, передаваемую одним ремнем сечением Б с расчетной длиной L = 2240 мм, при d₁= 140 мм, U = 2,89 и п₁ = 1445 мин ^–1.

Определяем расчетную мощность, передаваемую одним ремнем:

=2,31 кВт.

Определяем число ремней:

Принимаем число ремней Z = 3.

5.4.10 Окружная скорость ремней:

м/с.

Начальное натяжение каждой ветви одного ремня:

H,

где 0 = 0,18 — коэффициент центробежных сил (см. табл. 5.10).

Силы, действующие на валы и опоры (см. рис.5.5):

H.

5.4.11 Средний рабочий ресурс принятых ремней:

Т_{ср.ремн}

где = 200 ч (ресурс работы ремней по ГОСТ 1284.2 – 89);

К₁ = 1 – коэффициент для среднего режима работы;

К₂ = 1 – коэффициент климатических условий.

5.4.12 Суммарное число ремней Z_Σ , необходимое на весь срок службы привода L_пр = 20000 ч (по заданию):

5.4.13 По результатам расчетов принят:

Ремень Б — 1800 Ш ГОСТ 1284.1-80 —ГОСТ 1284.3-80.

5.4.14 Конструирование шкива

Всоответствии с заданием необходимо сконструировать ведомый шкив.

Для ремня сечением Б по табл. 5.12 выбираем размеры профи­ля канавок шкива: f = 12,5 мм; е = 19 мм; l_p = 14 мм; h = 11 мм.

С учетом того, что количество ремней Z =3, конструктив­но ширина шкива получается равной 63 мм (см. рис. 5.7).

М= (п – 1)е + 2f= (3 – 1)19 + 2 12,5 = 63мм.

В соответствии с расчетом диаметр шкива d_р= d₂ = 400 мм.

Наружный диаметр шкива d_e = d_р+ 2 b* = 400 + 2 4,2 = = 408,4 мм.

Принимаем для изготовления шкива чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85.

Толщина обода для чугунного шкива:

(1,1...l,3)h ≈ ≈ 12,1...14,3мм.

Принимаем δ = 14 мм.

Внутренний диаметр обода шкива

D₀=d_p – 2∙h – 2∙ δ = 400 – 2∙11 – 2∙14 = 350мм.

С =(1,2.. .1,3) δ.

Толщина диска шкива С ≈ (1,2...1,3)14 = 16,8...18,2 мм. С учетом большой ширины шкива принимаем С = 40 мм.

Вращающий момент на валу

Тогда диаметр вала = (7…8) 23,18…26, 49 мм.

По конструктивным соображениям принимаем (прил. 1) d_в = 50 мм.

Диаметр ступицы для чугунных шкивов d_ct ≈ 1,65∙50 = 82,5 мм.

Принимаем d_ct =90 мм.

Длина ступицы l_ст ≈ (1,2...1,5) ∙50 = 60...75 мм.

По конструктивным соображениям принимаем длину сту­пицы равную ширине шкива (l_ст = 63 мм).

Для снижения массы шкивов и удобства транспортировки в дисках выполним 4 отверстия диаметром d_oтв= 20 мм. Диа­метр окружности, на котором выполняем отверстия, прини­маем (по конструктивным соображениям) равным 216 мм.