Расчёт клиноремённых передач

Клиноремённые передачи предназначены в основном для передачи крутящего момента от привода (электродвигателя) к исполнительному механизму через коробку передач (редуктор) или напрямую. Сортамент клиновых ремней регламентирован ГОСТ 1284.1–80 и частично приведен в табл. 20.4. Номограмма для выбора сечения клинового ремня приведена в табл. 20.4.2. Канавки для шкивов клиновых ремней приведены в табл. 20.4.3.

Передаточное число клиноремённой передачи при курсовом проектировании следует назначать в пределах 0,5–4 и стремиться к выбору наименьшего сечения ремня при общем количестве ремней в передаче не более пяти. Срок службы передачи следует принимать 3000 – 5000 часов.

В заданиях на курсовое проектирование как правило задаётся или рассчитывается мощность электродвигателя и частота его вращения. Передаточное число передачи студент назначает самостоятельно.

Далее на конкретном примере рассмотрим расчёт клиноремённой передачи для следующих типовых условий:

мощность электродвигателя 3 кВт;

частота вращения ротора двигателя 1450 мин^-1 ;

передаточное число 2;

передача не реверсивная, предусмотрено ручное натяжное устройство;

в процессе работы возникают умеренные толчки на исполнительном механизме;

срок службы передачи 4000 часов.

1. По номограмме 20.4.2. выбираем сечение ремня «А».

2. По таблице 20.4.1 при диаметре малого шкива 100 мм и частоте его вращения 1450 об/мин определяем, что номинальная мощность, передаваемая одним ремнём, не должна превышать 1,5 кВт. Отсюда предварительно назначаем количество ремней в передаче 3шт.

3. Диаметр большего шкива равен 100 ∙2=200 мм.

4. Минимальное межосевое расстояние между шкивами определяется по формуле: a = 0,55 (d₁ + d₂ ) +T_o. (17.1)

Значение T_o находим в табл. 20.4.

Для нашего случая a= 0,55 ∙ (100+200 ) + 6 = 171 мм. Допустимо увеличивать межосевое расстояние до величины a = d₁ + d₂ = 100+200 =300 мм. Назначим предварительно межосевое расстояние 200 мм.

5. Длина ремня определяется по формуле

L = 2a + 0,5π (d₁+ d₂ ) + ( d₂ – d₁ )² /4a. (17.2)

Для нашего случая L = 883 мм. По табл. 20.4 выбираем ремень стандартной длины 900 мм.

6. Уточняем межосевое расстояние с учётом выбранной длины ремня и для нашего случая получим a = 208 мм.

7. Угол охвата ремнём меньшего шкива a₁⁰ = 180 –57( d₂ – d₁ ) / a . (17.3)

Для нашего случая a₁ = 152,6⁰.

8. Расчётное число ремней по формуле , (17.4)

где Р – передаваемая мощность, в кВт;

Р_о – мощность, передаваемая одним ремнём, в квт;

С_L – коэффициент, учитывающий длину ремня по табл. 17.3;

С_Р – коэффициент, учитывающий режим работы по табл. 17.4;

С_а – коэффициент угла обхвата по табл.17.1;

С_z – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче по табл. 17.2.

Таблица 17.1. Значения коэффициента угла обхвата С_а

Таблица 17.2. Значения коэффициента числа ремней C_z

Таблица 17.3. Значения коэффициента длины ремней С_L

Таблица 17.4. Значения коэффициента режима работы С_Р

В нашем конкретном случае Р₀ = 1,5квт; С_Р = 1,1; С_L = 0,87; С_а = 0,95;

С_z = 0,95 и соответственно z = 2,8.

Окончательно принимаем z = 3.

9. Натяжение ветви ремня вычисляется по формуле:

, (17.5)

где: v = πd₁n – линейная скорость ремня, м/с;

Ω – коэффициент, учитывающий центробежную силу, Н∙с²/м² по табл. 17.5.

Таблица 17.5. Значения коэффициента Ω

В нашем конкретном случае v= 7,6 м/с ; Ω = 0,1 и соответственно F₀ = 129 Н.

10. Сила, действующая на вал определяется по формуле:

F_в = F₀ z Sin (a₁/2), (17.6)

и в нашем случае F_в = 376 Н.

Желательно завершить расчёт проверкой ресурса выбранной ремённой передачи. Данный вид расчёта подробно изложен в источниках [2; 14].