Расчет клиноременной передачи

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Определяем мощность на выходном валу

(1.1)

Определяем частоту вращения на выходном валу

Определяем общий КПД (коэффициент полезного действия) привода.

Где:

(1.2)

Определяем потребную мощность

(1.3)

Вт

Выбираем двигатель с передаваемой мощностью 2,2 кВт и (согласно исх. данных) Марка двигателя: 4АМ90L4У3.

Определяем общее передаточное отношение привода

(1.4)

Находим мощности на каждом из валов

Вт

Вт

Вт

Вт

Теперь находим частоту вращения

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

Найдем угловые скорости

Находим крутящий момент на каждом из валов

Полученные данные заносим в таблицу 1.

Таблица 1. Кинематический расчёт

Расчет клиноременной передачи

1. Выбор сечения ремня. В качестве расчетной мощности P₁ передаваемой ведущим шкивом, принимается мощность, равная номинальной мощности двигателя Р_тр. Аналогично, частота вращения n₁, ведущего шкива равна номинальной частоте вращения двигателя n_ном. Таким образом:

Вт;

об/мин.

По номограммам, приведенным в табл. 1П.35 приложения 1П, в зависимости от мощности P₁ и частоты вращения n₁ выбираем клиновые ремни: нормального сечения В и узкого сечения SPZ.

Порядок расчета

2. Определение диаметров шкивов. По табл. 1П.36 приложения 1П минимально допустимый расчетный диаметр ведущего (малого) шкива: для ремня В-d_plmin=125 мм. В целях повышения срока службы ремней рекомендуется применять ведущие шкивы с диаметром d_р1 больше d_plmin на 1...2 размера из стандартного ряда (см. табл. 1П.37 приложения 1П). Учитывая данную рекомендацию, принимаем: для сечения ремня В-d_pl=140 мм; для сечения SPZ-d_pl=71 мм.

При коэффициенте скольжения ε = 0,01...0,02 (расчетное значение ε = 0,015) диаметр d_р2 ведущего шкива:

Для сечения ремня В

мм.

Для сечения ремня SPZ

мм.

По табл. 1П.37 приложения 1П принимаем стандартные значения d_р2: для сечения ремня В d_р2 = 480 мм; для сечения ремня SPZ d_р2 =240 мм.

Определяем фактическое передаточное число U_ф и проверяем его отклонение ΔU от заданного U:

Тогда для сечения ремня В:

Тогда для сечения ремня SPZ:

3. Определение межосевого расстояния а и расчетной длины ремня l.

Предварительная величина межосевого расстояния а^/ ≈ d_р2. Тогда для сечения ремня B а'= 480 мм, для сечения ремня SPZ а' =240 мм. Расчетная длина ремня l' (предварительно):

Для сечения ремня В:

мм.

Для сечения ремня SPZ:

мм.

Исходя из l' по табл. 1П.36 приложения 1П принимаем стандартное значение l: для сечения ремня В l = 1800 мм, для сечения ремня SPZ l = 900 мм.

Уточняем значение межосевого расстояния а по стандартной длине l:

Для сечения ремня В:

мм.

Для сечения ремня SPZ:

мм.

После уточнения а в обязательном порядке проводится проверка:

где Т- высота поперечного сечения ремня по табл. 1П.36 приложения 1П.

Для сечения ремня В (Т = 11 мм):

0,55(140 +480) + 11 = 352 мм; 2(140 + 480) = 1240 мм; 352 мм < а = 487 мм < 1240 мм.

Для сечения ремня SPZ (T = 8 мм ) :

0,55(71 + 240)+8 = 179 мм; 2(71 + 240)= 622 мм; 179 мм< а =245 мм< 622 мм. Выше записанное условие выполняется как для сечения ремня В, так и для сечения ремня SPZ.

4. Определение угла обхвата ремнем ведущего шкива α₁, .Угол обхвата α₁ (град) определяют по формуле:

Для сечения ремня В:

Для сечения ремня SPZ:

5. Определение допускаемой мощности [P], передаваемой одним клиновым ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи.

Скорость ремня υ (м/с):

Для сечения ремня В:

м/с.

Для сечения ремня SPZ:

м/с.

По табл. 1П.38 приложения 1П в зависимости от полученной величины υ линейным интерполированием определяем приведенную мощность [P₀], передаваемую одним клиновым ремнем.

Для сечения ремня В при d_р1 = 140 мм по табл. 1П.43 имеем: υ = 15 м/с [Р₀] = 3,45 кВт; υ = 10 м/с [Р₀] = 2,70 кВт. Тогда при υ = 10,8 м/с:

кВт.

Для сечения ремня SPZ при d_р1 = 71 мм по табл. 1П.43 имеем: υ = 5 м/с [Р₀] = 1,18 кВт; υ = 10 м/с [Р₀] = 1,95 кВт. Тогда при υ = 5,5 м/с:

кВт.

По табл. 1П.39 приложения 1П коэффициент угла обхвата α₁ на ведущем (меньшем) шкиве интерполированием: для сечения ремня B (α₁ = 152°) С_α = 0,93; для сечения ремня SPZ (α₁ = 153°) С_α = 0,93.

По табл. 1П.40 приложения 1П для передаточного числа и_ф коэффициент С_и интерполированием: для сечения ремня В (U_ф = 3.39) С_и =1,13; для сечения ремня SPZ (U_ф = 3.4) С_и =1,13.

Коэффициент длины ремня согласно Д.Н. Решетова [4] , где l-стандартная длина ремня, l₀ -базовая длина ремня по табл. 1П.38 приложения 1П для соответствующего сечения ремня.

Для сечения ремня B (l = 1900 мм; l₀=2240 мм):

Для сечения ремня SPZ (l = 900 мм; l₀=1600 мм):

Тогда допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи:

Для сечения ремня В

кВт.

Для сечения ремня SPZ

.кВт.

6. Необходимое число ремней определяется по формуле

где С_z - коэффициент числа ремней:

z 1 2...3 4...6 > 6

С_z 1 0,95 0,9 0,85.

При мощности на ведущем (меньшем) шкиве Р₁ = Р_тр=2.056 кВт, задаваясь ко­эффициентом С_z, имеем:

а) для сечения ремня В

принимаем z= 1;

а) для сечения ремня SPZ

Принимаем Z = 2.

7. Определение силы предварительного натяжения F₀(Н) одного клинового ремня

где q-масса 1 м длины ремня; по табл. 1П.36 приложения 1П для ремня сечения В q=0,18 кг/м, для ремня сечения SPZ q=0,12 кг/м.

Тогда для сечения ремня В:

Н

Тогда для сечения ремня SPA:

Н.

8. Определение консольной нагрузки на вал F(Н) ременной передачи

Для сечения ремня В

Н.

Для сечения ремня SPZ

Н.

9. Определение частоты пробегов ремня U (с^-1)

Для сечения ремня В

c^-1

Для сечения ремня SPZ

c^-1

Условие U < [U]= 20 c^-1 гарантирует срок службы ремня 2000...3000 ч.

10. Вывод: при одной и той же передаваемой мощности применение клино­вых ремней узкого сечения позволяет уменьшить габариты передачи (для сечения ремня В а =487 мм, d_p1 = 140 мм, d_p2 = 480 мм, z = 1.

Рис. 1 – Схема ременной передачи