Методическая разработка на тему: " Проектировочный расчёт клиноременной передачи."

3. Расчёт клиноременной передачи.

3.1 Общие сведения.

Клиноременная передача относится к передачам гибкой связью, в которой момент передаётся за счёт сил трения. Ременные передачи относятся к категории быстроходных передач, и поэтому в проектируемых приводах они приняты первой ступенью.

Расчёт ременных передач проводится в два этапа: первый – проектный расчёт с целью определения геометрических параметров передачи; второй – из условия тяговой способности ремня определяют количество ремней.

3.2 Пример расчёта клиноременной передачи.

3.2.1 Данные для расчёта

P_ДВ = 7,5 кВт – мощность двигателя

n_ДВ = 970 об/мин – частота вращения двигателя

u_Р.П. = 2 – передаточное число ременной передачи

M_ДВ = 73,9 Нм

3.2.2 Сечение ремня выбираем по номограмме в зависимости от мощности и частоты вращения двигателя

Принять сечение Б.

3.2.3 Расчётный диаметр ведущего шкива

D₁ = (3…4) ³√ M_ДВ = (3…4) ³√73,9 · 10³ = (126…168) мм,

где M_ДВ = 73,9 · 10³ Н∙мм – момент на двигателе.

Принять D₁ = 140 мм.

3.2.4 Диаметр ведомого шкива

D₂ = D₁ · u_Р.П. (1 – ε) = 140 · 2 (1 - 0,01) = 277,2 мм,

где ε = 0,01 – коэффициент скольжения.

Принять D₂ = 280 мм.

3.2.5 Фактическое передаточное число

u_Р.П.^фак = D₂ / (D₁ (1 – ε) )= 280 / 140 (1-0,01) = 2,02

Отклонение от заданного передаточного числа

Δu =( u_Р.П.^фак - u_Р.П). / u_Р.П.^фак ·100% =(( 2,02 – 2) / 2,02 )· 100% = 0,99%

что вполне допустимо.

Принимаем окончательно D₁ = 140 мм, D₂ = 280 мм.

3.2.6 Ориентировочно межосевое расстояние

аω_Р.П.^min = 0,55 (D₁ + D₂) + Т₀ = 0,55 (140 + 280) + 10,5 = 241,5 мм,

где Т₀ = 10,5 мм – высота сечения клинового ремня

аω_Р.П.^max = D₁ + D₂ = 140 + 280 = 420 мм.

Принять аω_Р.П. = 500 мм.

3.2.7 Расчётная длина ремня

L_Р = 2 аω_Р.П. + π/2 (D₁ + D₂) + (D₂ – D₁)² / 4 аω_Р.П. = 2 · 500 +3,14 / 2 (140 + 280) + (280--140)² / 4·500 = 1000 + 3,14/2 · 420 + 140² / 4 · 500 = 1000 + 659,4 + 98 = 1757,4 мм.

Принять L_Р = 1800 мм ГОСТ 1284.1 – 80.

3.2.8 Уточняем межосевое расстояние

аω_Р.П.^фак = 0,25 ((L_Р – 0,5π (D₁ + D₂) + √( L_Р - 0,5π (D₁ + D₂))² – 2(D₂ – D₁)²) = =0,25∙((1800 – 0,5 · 3,14 · 420 + √(1800 – 0,5 · 3,14 · 420))² 420)² – -2(140²) = 0,25 (1800 – 659,4 + √(1800 – 659,4)² – 2 · 140² ) = 565 мм.

3.2.9 Угол обхвата ремнём ведущего шкива

α₁ = 180⁰ – 57⁰ (D₂ – D₁) / аω_Р.П.^фак = 180 – (57 ·( 280 – 140) / 565 )= 165,9⁰ ~ 166⁰ 120⁰, следовательно, условие соблюдено.

3.2.10 Скорость ремня

v = πD₁· n_ДВ / 60·10³ = 3,14 · 140 · 970 / 60 ·10³ = 7,12 м/с

условие соблюдено.

3.2.11 Допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнём

[Р_Р.П.] = [P₀] · С_Р ∙ Сα ∙ С_L ∙Cz = 2,54 ∙ 0,9 ∙ 0,98 ∙0,9 ∙ 0,97 = 1,943 кВт,

где [P₀] = 2,54 кВт – допускаемая приведённая мощность, передаваемая одним клиновым ремнём;

С_Р = 0,9 – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы;

Сα = 0,98 – коэффициент угла обхвата;

С_L = 0,97 – коэффициент влияния, отношение расчётной длины ремня к базовой;

Cz = 0,9 – коэффициент числа ремней в комплекте клиноременной передачи.

3.2.12 Количество ремней

z = P_ДВ / [Р_Р.П.] = 7,5 / 1,943 = 3,86,

где P_ДВ = 7,5 кВт – мощность двигателя.

Принять z = 4 ремня.

3.2.13 Натяжение ветви клинового ремня

F₀ = 850 ∙ P_ДВ ∙ С_Р ∙ С_L / z ∙ v ∙ Сα + Qv² = 850 ∙ 7,5 ∙ 0,9 ∙ 0,97 / 4 ∙ 7,12 ∙0,98 + 0,18 ∙ ∙7,12² = 199,4 + 9,12 = 208,5 Н,

где P_ДВ = 7,5 кВт – мощность двигателя,

С_Р = 0,9 – коэффициент динамичности нагрузки;

С_L = 0,97 – коэффициент влияния, отношение расчётной длины ремня к базовой;

z = 4 – количество ремней;

v = 7,12 м/с – скорость ремня;

Сα = 0,98 – коэффициент угла обхвата;

Q = 0,18 Н∙с/м² – коэффициент, учитывающий центробежную силу.

3.2.14 Сила давления на вал

F_ОП = 2F₀ ∙ z ∙ sin α₁/2 = 2 ∙ 208,5 ∙ 4sin 83⁰ = 1655,6 Н,

где F₀ = 208,5 Н – натяжение ветви клинового ремня

z = 4 – число ремней,

α₁ = 166⁰ – угол обхвата ремнём ведущего шкива.

3.2.15 Ширина шкива

Вш = (z – 1) ∙ l + 2f = (4-1) ∙19 + 2 ∙ 12,5 = 82мм,

где l = 19 мм – размеры средней канавки,

f = 12,5 мм – размеры крайней канавки.

Принять Вш = 80мм, тогда ширина ремней b = 71 мм.

Таблица 7 – Параметры клиноременной передачи

Параметр	Обозначение	Значение		Параметр	Обозначение	Значение
Межосевое расстояние, мм	аωР.П.	565		Диаметр ведущего шкива, мм	D1	140
Длина ремня, мм	Lр.	1800		Диаметр ведомого шкива, мм	D2	280
Угол обхвата ведущего шкива, град	α1	166		Начальное натяжение ремня, Н	F0	208,5
Ширина шкива, мм	Вш	80		Сила давления ремня на вал, Н	F0П	1655,6
Ширина ремня, мм	b	71		Передаточное число ременной передачи uР.П. = 2
Передача гибкой связью (открытая)			Ремень Б – 1800 Ш ГОСТ 1284.1 - 80