Ременные передачи
1. Исходные данные для расчетов
Для сравнимости результатов при анализе решений расчеты различных типов ременных передач произведены для одних и тех же исходных данных:
1) номинальная мощность привода винтового конвейера P
nom
= 2,9 кВт;
2) частота вращения ведущего шкива (вала двигателя) n
1 
= 950 мин – 1
;
3) передаточное число i
= 1,6;
4) ограничения:
а) по условиям компоновки: номинальное межцентровое расстояние а
nom
 = 
500 ± 60 мм; угол наклона передачи ψ = 250
; высота редуктора H
= 450 мм;
б) по режиму работы: значительные колебания нагрузки, кратковременная пусковая перегрузка до 200 % от номинальной; работа двухсменная.
Общие параметры при расчетах
1) Общая расчетная схема для всех типов передач приведена на рис. 1.1.
2) Согласно P
¢
дв 
= P
nom
,
где P
¢
дв
– потребная мощность двигателя – и
n
1
= 950 мин– 1
принят электродвигатель АИР 112МА6У3 (P
дв
= 3 кВт), у которого габарит d
30
= 246 мм (рис. 1.1).
Диаметры шкивов по условиям компоновки должны быть:
d
1
≤ d
30
, d
2
≤ H
(1.1)
3) По табл. П8 режим работы – тяжелый, коэффициент динамичности
нагрузки и режима работы C
p
= 1,3.
4) Номинальный вращающий момент T
1
nom
= 9550·2,9 / 950 = 29,2 H·м.
Расчетная передаваемая мощность P
= P
nom
С
p
= 2,9·1,3 = 3,77 кВт. (1.2)
Расчетный передаваемый момент T
1 
= 9550·3,77 / 950 = 37,9 H·м. (1.3)
2. Расчет плоскоременной передачи
Последовательность и результаты расчета
передач с синте-ическим и прорезиненным кордшнуровым ремнями оформлены в виде табл. 2.1.
 
  | 
Рис. 1.1. Расчетная схема ременной передачи
Анализ результатов расчета
по табл. 2.1:
1) Для передачи мощности P
= 3,77 кВт при n
1
= 950 мин– 1
плоские прорезиненные ремни не годятся, так как требуется b
¢ = 156…71,8 мм при d
1
= 140…200 мм, а изготавливают ремни только до b
max
= 60 мм (табл. П2). Если принять b
= 60 мм, то для передачи наименьшей величины Ft
= 379 H (п. 12 табл. 2.1) потребуется [p
] » [p
0
] » 379 / 60 = 6,3 Н/мм. Это может быть выполнено (табл. 2 части I) при d
1
= 224 и 250 (≈ d
30
) мм, σ0
= 2 МПа и [p
0
] = 6,5 Н/мм. Пересчет на данные размеры d
1
приведен в табл. 2.1, начиная с п. 18.
2) При использовании синтетического ремня толщиной 1,0 мм вариант с d
1
= 100 мм неудовлетворителен, так как расчетная ширина b
¢
= 90,1 мм должна быть округлена до ближайшей большей b
= 100 мм (табл. П1), но тогда длина L
p
= 1400 мм не удовлетворяет L
p
min
= 1500 мм при b
= 100 мм.
3) Сравнивая результаты при b
= 60 мм (для вариантов d
1 
= 160 и 224 мм), видим, что в передаче с прорезиненным ремнем габариты по диаметрам и частота пробега ремня увеличились в 1,4 раза
Таблица 2.1 – Формуляр расчета плоскоременных передач
|   Параметры  | 
  Результаты расчета для ремней  | 
  Примечание  | 
||||||||||||
|   Наименование  | 
  источник  | 
  синтетического  | 
  прорезиненного  | 
|||||||||||
|   1. Толщина ремня δ, мм  | 
  табл. П1, П2  | 
  1,0  | 
  2,8  | 
|||||||||||
|   2. Диаметр шкива d
  | 
  формула (2)*
  | 
  174…206  | 
||||||||||||
|   3. Отношение d
  | 
  стр. 8 (ч.I) **  | 
  174…206 > 100  | 
  62…74 > 50  | 
|||||||||||
|   4. Диаметр d
  | 
  ГОСТ 17383 – 73  | 
  100  | 
  160  | 
  180  | 
  140  | 
  180  | 
  200  | 
  Принято d
  | 
||||||
|   5. Диаметр d
  | 
  (3)  | 
  158  | 
  253  | 
  285  | 
  222  | 
  285  | 
  316  | 
  ξ = 0,01  | 
||||||
|   d
  | 
  ГОСТ 17383 – 73  | 
  160  | 
  250  | 
  280  | 
  224  | 
  280  | 
  315  | 
  d
  | 
||||||
|   6. Фактическое i
  | 
  (4)  | 
  1,62  | 
  1,58  | 
  1,57  | 
  1,62  | 
  1,57  | 
  1,59  | 
|||||||
|   7. Скорость ремня v
  | 
  πd
  | 
  4,97  | 
  7,96  | 
  8,95  | 
  6,96  | 
  8,95  | 
  9,95  | 
  < [35]  | 
||||||
|   8. Угол обхвата a, град  | 
  (7)  | 
  173,16  | 
  169,74  | 
  168,6  | 
  170,42  | 
  168,6  | 
  166,9  | 
  > [1500 
  | 
||||||
|   9. Расчетная длина ремня L
  | 
  (10)  | 
  1410  | 
  1648  | 
  1728  | 
  1575  | 
  1728  | 
  1816  | 
  а
  | 
||||||
|   L
  | 
  стандарт  | 
  1400  | 
  1600  | 
  1800  | 
  1600  | 
  1800  | 
  1800  | 
  R
  | 
||||||
|   10. Частота пробегов μ, с – 1
  | 
  (49)  | 
  3,6  | 
  5  | 
  5  | 
  4,4  | 
  5  | 
  5,5  | 
  < [15]  | 
||||||
|   11. Межцентровое расстояние а
  | 
  (14)  | 
  495  | 
  476  | 
  536  | 
  512  | 
  536  | 
  492  | 
  [440 ÷
  | 
||||||
|   12. Передаваемая окружная сила Ft
  | 
  (17)  | 
  759  | 
  474  | 
  421  | 
  542  | 
  421  | 
  379  | 
|||||||
|   13. Предварительное напряжение σ0
  | 
  табл. 2 (ч.I)  | 
  7,5  | 
  7,5  | 
  7,5  | 
  2  | 
  2  | 
  2  | 
|||||||
|   14. Допускаемая удельная окружная сила [p
  | 
  табл. 2 (ч.I)  | 
  8,5  | 
  8,5  | 
  8,5  | 
  3,5  | 
  4,5  | 
  5,5  | 
|||||||
|   15. Коэффициенты: C
  | 
  стр. 11 (ч.I)  | 
  1,0  | 
  1,0  | 
  1,0  | 
  1,0  | 
  1,0  | 
  1,0  | 
  y = 250
  | 
||||||
|   C
  | 
  (19)  | 
  0,98  | 
  0,97  | 
  0,97  | 
  0,97  | 
  0,97  | 
  0,96  | 
|||||||
|   Cv
  | 
  (20)  | 
  1,01  | 
  1,0  | 
  1,0  | 
  1,02  | 
  1,01  | 
  1,0  | 
|||||||
|   16. Допускаемая сила [p
 эксплуатации, Н / мм  | 
  (18)  | 
  8,42  | 
  8,25  | 
  8,25  | 
  3,47  | 
  4,41  | 
  5,28  | 
|||||||
|   17. Расчетная ширина ремня b
  | 
  (21)  | 
  90,1  | 
  57,5  | 
  51  | 
  156  | 
  95,5  | 
  71,8  | 
|||||||
|   округление b
  | 
  Табл.П1, П2  | 
  -  | 
  60  | 
  60  | 
  -  | 
  -  | 
  -  | 
|||||||
|   18. Пересчет передачи с прорезиненным ремнем  | 
  d
  | 
  224  | 
  250  | 
|||||||||||
|   на d
  | 
  d
  | 
  355  | 
  400  | 
  < H
  | 
||||||||||
|   i
  | 
  1,6  | 
  1,62  | 
||||||||||||
|   v
  | 
  11,14  | 
  12,44  | 
  < [25 м / с]  | 
|||||||||||
|   a, град  | 
  165,07  | 
  162,9  | 
  > [1500 
  | 
|||||||||||
|   L
  | 
  1918  | 
  2032  | 
  а
  | 
|||||||||||
|   L
  | 
  2000  | 
  2000  | 
||||||||||||
|   m, с –
  | 
  5,57  | 
  6,2  | 
  < [15 с –
  | 
|||||||||||
|   а
  | 
  541  | 
  484  | 
  [440 ÷
  | 
|||||||||||
|   Ft
  | 
  338  | 
  303  | 
||||||||||||
|   C
  | 
  0,96  | 
  0,95  | 
||||||||||||
|   Cv
  | 
  0,99  | 
  0,98  | 
||||||||||||
|   [p
  | 
  6,18  | 
  6,05  | 
||||||||||||
|   b'
  | 
  54,7  | 
  50,08  | 
||||||||||||
|   b
  | 
  60  | 
  50  | 
||||||||||||
4) Если в техническом задании на проект вид ремня задан
, то следует, исходя из результатов расчета, отдать предпочтение вариантам:
а) синтетический ремень; d
1 
= 160 мм; d
2 
= 250 мм; μ = 5 с – 1
; b
= 60 мм;
L
p
= 1600 мм;
б) прорезиненный кордшнуровой ремень d
1 
= 224 мм; d
2 
= 355 мм; μ = 5,57с – 1
; b
= 60 мм; L
p
= 2000 мм.
5) Если вид плоского ремня не задан
, то преимущество имеет синтетический ремень по п. 4а.
3. Расчет клиноременных передач
Для клинового ремня нормального сечения
по величинам P
= 3,77 кВт, T
1 
= 37,9 H·м, n
1 
= 950 мин –1
, пользуясь рис. П1 и табл. П4, выбираем сечения А и В(Б). Назначаем класс ремня II.
Для узкого ремня
(табл. П4) – сечение SPZ (УО), для поликлинового ремня
(табл. П6) – сечение Л.
Размеры сечений кордшнуровых ремней даны в табл. 3.1.
Таблица 3.1 – Размеры выбранных сечений ремней и параметры передач (см. рис. 1, ч.I)
|  Параметры
 | 
 Сечение ремня
 | 
|||
|  А
 | 
  В(Б)  | 
 SPZ(УО)
 | 
 Л
 | 
|
|   1. W
  | 
  11  | 
  14  | 
  8,5  | 
  P
  | 
|   2. W
  | 
  13  | 
  17  | 
  10  | 
  H
  | 
|   3. T
  | 
  8  | 
  11  | 
  8  | 
  H 
  | 
|   4. y
  | 
  2,8  | 
  4,0  | 
  2  | 
|
|   5. А
  | 
  81  | 
  138  | 
  56  | 
|
|   6. m
  | 
  0,1  | 
  0,18  | 
  0,084  | 
  0,045 *
  | 
|   7. d
  | 
  90  | 
  125  | 
  63  | 
  80  | 
Формула (6) может быть представлена как 0,7d
1
(1 + i
) < а
< 2d
1
(1 + i
).
Отсюда при i
= 1,6 и а
= 500 мм рекомендуемый d
'
1
находится в пределах
135 < d
1
< 385 мм. Заданное ограничение (d
1 
≤ d
30 
= 246 мм) уменьшает интервал до 135 < d
1
< 246 мм. Округляя d
¢1
по ГОСТ Р 50641 – 94, получим 140 £ d
1
£ 224 мм. Тогда d
2 
= id
1
дает 224 £ d
2 
£ 355 мм, что находится в пределах ограничения H
= 450 мм.
Для сравнительного расчета выбираем шкивы с диаметрами:
d
1
, мм ……. 140 160 200 224
d
2
, мм ……. 224 250 315 355.
Для тяжелого режима работы долговечность ремней в эксплуатации (табл. П3)
T
P 
= T
P(ср)
К
1
К
2,
где К
1 
= 0,5 – коэффициент режима работы; К
2
= 1 – коэффициент климатических условий; T
P(ср) 
= 2500 ч (II класс) – ресурс ремней при среднем режиме и T
P 
= 2500·0,5·1 = 1250 часов. Гарантированный ресурс изготовителя при этом – 300 ч.
При расчете на долговечность было принято: E
= 100 МПа, m
= 8, σу
= 9 МПа; N
оц 
= 2·10 6
– наработка клиновых ремней II класса с передачей мощности (табл. П3).
Общие расчетные параметры, независящие от вида ремня, представлены в табл. 3.2.
Продолжение расчета, специфического для ремней нормального сечения, – в табл. 3.3.
Анализ результатов расчета
по табл. 3.3.
1) Для ремней класса II сечения А, начиная с d
1 
= 180 мм и выше (рис. П3)
Р
0
не зависит от диаметра шкива и не влияет на количество ремней. То же для сечения В(Б), начиная с d
1 
= 280 мм и выше.
2) Отношение Lh
/ T
P 
≥ 1 показывает, что данные варианты параметров обеспечивают требуемую эксплутационную долговечность T
P
= 1250 часов.
Ремни сечения А удовлетворяют этому условию для всех выбранных d
1
, сечения В(Б) – только для d
1 
= 224 мм.
По условию долговечности для дальнейшего анализа оставляем ремни сечения А.
3) При d
1 
= 140 и 160 мм количество ремней сечения А одинаково
(К
= 3), но долговечность при d
1 
= 160 мм (Lh
= 5110 ч) в 2,38 раза выше, чем при d
1 
= 140 мм (при разности диаметров всего 20 мм). Во столько же раз уменьшается вероятность замены комплекта ремней в работе при d
1 
= 160 мм. При d
1 
= 200 мм (Lh
= 5360 ч), долговечность увеличивается несущественно, но растут габариты передачи.
4) Исходя из анализа результатов расчета при соблюдении всех наложенных ограничений, окончательно выбираем передачу с параметрами:
РЕМЕНЬ А – 1600 II ГОСТ 1284.1 – 89; 
d
1 
= 160 мм, d
2 
= 250 мм, i
= 1,58, v
=
8 м/с, α = 169,7 0
, μ = 5 с –1
, а
nom
 = 
476 мм, ∆ = 80 мм, К
= 3, F
0 
= 119 H, F
в
x
= 644 H, F
в
y
= 300 H, Lh
= 5110 ч, Lh
/ T
P 
= 4,09.
Общие расчетные параметры передач с узкими и поликлино-выми ремнями
приведены в табл. 3.1 и 3.2.
Продолжение специфики расчета этих передач оформлено в табл. 3.4.
Анализ результатов расчета
по табл. 3.4.
Таблица 3.2 – Формуляр расчета общих параметров клиноременных передач
|   Параметры  | 
  Результаты расчета при d
  | 
 Примечание
 | 
||||
|   наименование  | 
  источник  | 
  140  | 
  160  | 
  200  | 
  224  | 
|
|   1. Фактическое i
  | 
  (4)*
  | 
  1,62  | 
  1,58  | 
  1,59  | 
  1,6  | 
  ξ = 0,01  | 
|   2. Скорость ремня v
  | 
  (5)  | 
  6,96  | 
  7,96  | 
  9,95  | 
  11,14  | 
|
|   3. Угол обхвата α, град  | 
  (7)  | 
  170,4  | 
  169,7  | 
  166,9  | 
  165,1  | 
|
|   4. Расчетная длина ремня: L
  | 
  (10)  | 
  1575  | 
  1648  | 
  1816  | 
  1918  | 
|
|   L
  | 
  стандарт  | 
  1600  | 
  1600  | 
  1800  | 
  2000  | 
|
|   5. Частота пробегов μ, с – 
  | 
  (49)  | 
  4,4  | 
  5  | 
  5,5  | 
  5,6  | 
  < [20]  | 
|   6. Межцентровое расстояние а
  | 
  (14)  | 
  512  | 
  476  | 
  492  | 
  541  | 
  [440…560]  | 
|   7. Регулирование а,
  | 
||||||
|   Δ1
  | 
  Δ1
  | 
  40  | 
  40  | 
  45  | 
  50  | 
  S
  | 
|   узкий ремень,  | 
  Δ1
  | 
  64  | 
  64  | 
  72  | 
  80  | 
|
|   поликлиновой ремень;  | 
  Δ1
  | 
  48  | 
  48  | 
  54  | 
  60  | 
|
|   Δ2
  | 
  (16)  | 
  40  | 
  40  | 
  42  | 
  40  | 
  S
  | 
|   узкий ремень,  | 
  Δ2
  | 
  32  | 
  32  | 
  36  | 
  40  | 
|
|   поликлиновой ремень  | 
  Δ2
  | 
  21  | 
  21  | 
  23  | 
  26  | 
|
|   8. Ход регулирования Δ,
  | 
  Δ1
  | 
|||||
|   нормальный ремень,  | 
  80  | 
  80  | 
  87  | 
  94  | 
||
|   узкий ремень,  | 
  96  | 
  96  | 
  108  | 
  120  | 
||
|   поликлиновой ремень  | 
  69  | 
  69  | 
  77  | 
  86  | 
||
|   проекция Δx
  | 
  Δcosψ  | 
|||||
|   нормальный ремень  | 
  73  | 
  73  | 
  79  | 
  85  | 
||
|   узкий ремень  | 
  87  | 
  87  | 
  98  | 
  109  | 
||
|   поликлиновой ремень  | 
  63  | 
  83  | 
  70  | 
  78  | 
||
Таблица 3.3 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передачи с клиновыми ремнями нормального сечения А и В(Б)
|   Параметры  | 
  Результаты расчета при d
  | 
  Примечание  | 
|||||||||||
|   наименование  | 
  источник  | 
  140  | 
  160  | 
  200  | 
  224  | 
||||||||
|  А
 | 
  В(Б)  | 
  А  | 
  В(Б)  | 
  А  | 
  В(Б)  | 
  А  | 
  В(Б)  | 
||||||
|   1. Номинальная мощность Р
  | 
 Рис.П3, П4
 | 
 1,73
 | 
  2,22  | 
  2,1  | 
  2,83  | 
  2,42  | 
  4,05  | 
  2,42  | 
  4,75  | 
  Класс II  | 
|||
|   2. Коэффициенты С
  | 
 стр. 11 (ч.I)
 | 
 0,98
 | 
  0,98  | 
  0,98  | 
  0,98  | 
  0,97  | 
  0,97  | 
  0,965  | 
  0,965  | 
||||
|   С
  | 
  (23)  | 
 0,98
 | 
  0,93  | 
  0,98  | 
  0,93  | 
  1,01  | 
  0,95  | 
  1,04  | 
  0,98  | 
||||
|   3. Ориентировочное число ремней К 
  | 
  (22)  | 
 2,27
 | 
  1,86  | 
  1,87  | 
  1,46  | 
  1,59  | 
  1  | 
  1,55  | 
  0,84  | 
  при Ск
  | 
|||
|   4. Коэффициент Ск
  | 
  стр. 12 (ч.I)  | 
 0,8
 | 
  0,82  | 
  0.82  | 
  0,83  | 
  0,82  | 
  1  | 
  0.82  | 
  1  | 
||||
|   5. Расчетное число ремней  | 
  К
  | 
||||||||||||
|   К
  | 
 2,84
 | 
  2,27  | 
  2,28  | 
  1,76  | 
  1,94  | 
  1  | 
  1.89  | 
  0,84  | 
|||||
|   принято К
  | 
 3
 | 
  3  | 
  3  | 
  2  | 
  2  | 
  1  | 
  2  | 
  1  | 
|||||
|   6. Предварительное натяже-ние ветви одного ремня F0,
  | 
  (31)  | 
 134
 | 
  138  | 
  119  | 
  181  | 
  146  | 
  294  | 
  137  | 
  271  | 
  С
  | 
|||
|   7. Окружное усилие одного ремня Ft
  | 
  103
  | 
 181
 | 
 181  | 
  158  | 
  237  | 
  189  | 
  379  | 
  169  | 
  338  | 
||||
|   8. Сила на валах F
  | 
  (38)  | 
 801
 | 
  825  | 
  711  | 
  721  | 
  580  | 
  584  | 
  543  | 
  537  | 
||||
|   9. Составляющие F
 по осям: F
  | 
  (41)  | 
 726
 | 
  748  | 
  644  | 
  653  | 
  526  | 
  529  | 
  492  | 
  487  | 
||||
|   F
  | 
 339
 | 
  349  | 
  300  | 
  305  | 
  245  | 
  247  | 
  229  | 
  227  | 
|||||
|   10. Напряжения в ремне σ0
  | 
  F
  | 
 1,65
 | 
  1,0  | 
  1,47  | 
  1,31  | 
  1,8  | 
  2,13  | 
  1,69  | 
  1,96  | 
||||
|   σt
  | 
  Ft
  | 
 1,12
 | 
  0,66  | 
  0,98  | 
  0,86  | 
  1,17  | 
  1,37  | 
  1,04  | 
  1,22  | 
||||
|   σц
  | 
  10 – 6
  | 
 0,06
 | 
  0,06  | 
  0,08  | 
  0,08  | 
  0,13  | 
  0,13  | 
  0,16  | 
  0,16  | 
  ρ = 1300 кг/м3
  | 
|||
|   σр
  | 
  σ0
  | 
 2,83
 | 
  1,72  | 
  2,53  | 
  2,25  | 
  3,1  | 
  3,63  | 
  2,84  | 
  3,34  | 
||||
|   σи
  | 
  2Ey
  | 
 4,0
 | 
  5,75  | 
  3,5  | 
  5,0  | 
  2,8  | 
  4,0  | 
  2,5  | 
  3,58  | 
  E
  | 
|||
|   σр
  | 
 0,7
 | 
  0,3  | 
  0,72  | 
  0,45  | 
  1,1  | 
  0,9  | 
  1,14  | 
  0,94  | 
|||||
|   Коэффициент ξi
  | 
  рис. 5 (ч.I)  | 
 1,87
 | 
  1,95  | 
  1,87  | 
  1,92  | 
  1,81  | 
  1,83  | 
  1,8  | 
  1,82  | 
  i 
  | 
|||
|   σm
  | 
  σр
  | 
 6,83
 | 
  7,47  | 
  6,03  | 
  7,25  | 
  5,9  | 
  7,63  | 
  5,34  | 
  6,92  | 
||||
|   11. Долговечность Lh
  | 
  (48)  | 
 2146
 | 
  1093  | 
  5110  | 
  1203  | 
  5357  | 
  693  | 
  11626  | 
  1479  | 
||||
|   Отношение Lh
  | 
 1,72
 | 
  0,87  | 
  4,09  | 
  0,96  | 
  4,29  | 
  0,55  | 
  9,3  | 
  1,18  | 
|||||
Таблица 3.4 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передач с узким ремнем SPZ
(УО)
и поликлиновым сечения Л
|   Параметры  | 
  Результаты расчета при d
  | 
  Примечание  | 
|||||||||
|   наименование  | 
  источник  | 
  140  | 
  160  | 
  200  | 
  224  | 
||||||
|   SPZ  | 
  Л  | 
  SPZ  | 
  Л  | 
  SPZ  | 
  Л  | 
  Л  | 
|||||
|   1. Номинальная мощность P
 Допускаемая окружная сила одного клина F
  | 
  Рис.П6 Табл.4 (ч.I)  | 
  2,7  | 
  83  | 
  3,4  | 
  83  | 
  4,15*
  | 
  83  | 
  83  | 
|||
|   2. Коэффициенты:  | 
|||||||||||
|   C
  | 
  стр. 11 (ч.I) и (26)  | 
  0,98  | 
  0,98  | 
  0,98  | 
  0,98  | 
  0,97  | 
  0,97  | 
  0,97  | 
|||
|   CL
  | 
  (23)  | 
  1,0  | 
  1,01  | 
  1,0  | 
  1,01  | 
  1,02  | 
  1,03  | 
  1,05  | 
  m
  | 
||
|   C
  | 
  стр. 12 (ч.I)  | 
  0,82  | 
  –  | 
  0,82  | 
  –  | 
  1,0  | 
  –  | 
  –  | 
  К
  | 
||
|   CV
  | 
  0,908 – 0,0155 v
  | 
  -  | 
  0,8  | 
  -  | 
  0,78  | 
  -  | 
  0,75  | 
  0,74  | 
  табл. 4 (ч.I)  | 
||
|   Cd
  | 
  2,95 – 155 / d
  | 
  -  | 
  1,84  | 
  -  | 
  1,98  | 
  -  | 
  2,18  | 
  2,26  | 
  табл. 4 (ч.I)  | 
||
|   3. Расчетная окружная сила одного клина F
  | 
  (25)  | 
  -  | 
  121  | 
  -  | 
  127  | 
  -  | 
  135  | 
  141  | 
|||
|   4. Расчетное число ремней К '
  | 
  (22)  | 
  1,74  | 
  -  | 
  1,38  | 
  -  | 
  0,92  | 
  -  | 
  -  | 
|||
|   принято К
  | 
  2  | 
  -  | 
  2  | 
  -  | 
  1  | 
  -  | 
  -  | 
||||
|   5. Передаваемая сила Ft
  | 
  103
  | 
  271  | 
  542  | 
  237  | 
  474  | 
  379  | 
  379  | 
  338  | 
  Для Л К
  | 
||
|   6. Число клиньев z'
  | 
  Ft
  | 
  -  | 
  4,48  | 
  -  | 
  3,73  | 
  -  | 
  2,8  | 
  2,4  | 
  [4…20]  | 
||
|   принято z
  | 
  табл. П6  | 
  -  | 
  5  | 
  -  | 
  4  | 
  -  | 
  4  | 
  4  | 
  4 – min  | 
||
|   7. Ширина ремня b
  | 
  Pz
  | 
  -  | 
  24  | 
  -  | 
  19,2  | 
  -  | 
  19,2  | 
  19,2  | 
  p
  | 
||
|   8. Предварительное натяжение F
  | 
  (34) и (35)  | 
  203  | 
  409  | 
  179  | 
  359  | 
  290  | 
  296  | 
  271  | 
|||
|   9. Сила на валах F
  | 
  (38) и (39)  | 
  809  | 
  815  | 
  713  | 
  715  | 
  576  | 
  588  | 
  537  | 
|||
|   проекции F
  | 
  (41)  | 
  733  | 
  739  | 
  646  | 
  648  | 
  522  | 
  533  | 
  487  | 
|||
|   F
  | 
  (41)  | 
  342  | 
  344  | 
  301  | 
  302  | 
  243  | 
  248  | 
  227  | 
|||
|   10. Напряжения в ремне, МПа  | 
|||||||||||
|   σ0
  | 
  F
  | 
  3,63  | 
  -  | 
  3,2  | 
  -  | 
  5,18  | 
  -  | 
  -  | 
  A
  | 
||
|   σt
  | 
  Ft
  | 
  2,42  | 
  -  | 
  2,12  | 
  -  | 
  3,38  | 
  -  | 
  -  | 
|||
|   σц
  | 
  10 – 6
  | 
  0,06  | 
  -  | 
  0,08  | 
  -  | 
  0,13  | 
  -  | 
  -  | 
  ρ = 1300 кг/м3
  | 
||
|   σр
  | 
  σ0
  | 
  6,11  | 
  -  | 
  5,4  | 
  -  | 
  8,69  | 
  -  | 
  -  | 
|||
|   σи
  | 
  2Ey
  | 
  2,86  | 
  -  | 
  2,5  | 
  -  | 
  2  | 
  -  | 
  -  | 
  E
  | 
||
|   σр
  | 
  2,14  | 
  -  | 
  2,16  | 
  -  | 
  4,35  | 
  -  | 
  -  | 
||||
|   коэффициент ξi
  | 
  рис. 5 (ч.I)  | 
  1,6  | 
  -  | 
  1,6  | 
  -  | 
  1,4  | 
  -  | 
  -  | 
  i 
  | 
||
|   σm
  | 
  σр
  | 
  8,97  | 
  -  | 
  7,9  | 
  -  | 
  10,69  | 
  -  | 
  -  | 
|||
1) Для узких ремней SPZ(УО) рекомендуемые d
1
ограничены (рис. П6) 180 мм. При увеличении диаметров свыше 180 мм передаваемая мощность одним ремнем P
0
не изменяется. Поэтому в табл. 3.4 вариант с d
1 
= 224 мм для SPZ(УО) не рассматривается.
2) Количество К
ремней SPZ(УО) при d
1 
= 140 и 160 мм равно 2. При d
1 
= 200 мм К
= 1, но σmax 
= 10,64 МПа превосходит предел выносливости σу 
=
9 МПа, что по условиям работоспособности недопустимо.
3) Выбираем передачу с узкими ремнями
SPZ (УО):
РЕМЕНЬ SPZ(УО) – 1600 ТУ 38–40534 – 75; 
К
= 2, d
1 
= 160 мм, d
2 
= 250 мм,
i
= 1,58, v
= 8 м/c, α = 169,7 0
, μ = 5 с –1
, а
nom
 = 
476 мм, ∆ = 96 мм, F
0 
= 179H, F
в
x
= 646 H, F
в
y
= 301 H, σmax 
= 7,9 МПа.
4) Передача с поликлиновым ремнем сечения
Л может быть рекомен-дована лишь при d
1
= 140 мм, где количество клиньев ремня К
= 5, и при d
1 
= 160 мм К
= 4. При других d
1
расчетное К
значительно меньше минимально допустимого значения [K
min 
= 4].
5) Чтобы сохранить одинаковые кинематические и геометрические пара-метры всех клиноременных передач, для поликлиновой передачи
принимаем
РЕМЕНЬ Л – 1600 ТУ 38–105763–84 с числом клиньев К
= 4, b
= 19,2 мм, d
1 
= 160 мм, d
2 
= 250 мм, v
= 8 м/с, μ = 5 с –1
, F
0 
= 359 H, F
в
x
= 648 H, Fв
y
= 302 H.
Сравнение передач с клиновыми ремнями
При общих геометрических (d
1
, d
2
, α, L
P
, а
) и кинематических (i
, v
, μ) параметрах для варианта при d
1 
= 160 мм имеем:
|   Сечение  | 
  К
  | 
  F
  | 
  F
  | 
  F
  | 
  σ0
  | 
  σt
  | 
  σmax
  | 
  Lh
  | 
  Lh 
  | 
|   А  | 
  3  | 
  119  | 
  644  | 
  300  | 
  1,47  | 
  2,0  | 
  6,03  | 
  5110  | 
  4,09  | 
|   SPZ(УО)  | 
  2  | 
  179  | 
  646  | 
  301  | 
  3,2  | 
  4,2  | 
  7,9  | 
  -  | 
  -  | 
|   Л  | 
  4  | 
  359  | 
  648  | 
  302  | 
  -  | 
  -  | 
  -  | 
  -  | 
  -  | 
1) Количество ремней SPZ(УО) меньше, чем А, меньше ширина шкивов, но σmax
в них выше, что сказывается на долговечности.
2) При К
= 3 ремни сечения А обеспечивают долговечность в 4 раза больше требуемой эксплуатационной. Это значит, что при общей долговечности других передач привода (например, редуктора в 10000 часов), следует ожидать двухкратной смены комплекта из 3-х ремней нормального сечения А.
3) Силы F
в
x
, F
в
y
, действующие на валы, не зависят от типа ременной передачи и примерно равны.
4) При заданных исходных условиях на расчет передачи использование поликлиновых ремней нецелесообразно, так как их основное назначение – замена комплекта клиновых ремней при К
≥ 6…8, а в настоящем расчете К
= 3 и 2.
5) Расчеты ременных передач показывают, что выбор d
1 
= d
min
для данного сечения ремня не обеспечивает необходимой долговечности ремней. 
Таблица 4.1 – Формуляр расчета зубчатоременной передачи
|   Параметры  | 
  Результаты расчета при d
  | 
  Приме- чание  | 
||||||||||
|   наименование  | 
  источник  | 
  140  | 
  160  | 
  200  | 
||||||||
|   4  | 
  5  | 
  7  | 
  4  | 
  5  | 
  7  | 
  4  | 
  5  | 
  7  | 
||||
|   1. Число зубьев z
  | 
  d
  | 
  35  | 
  28  | 
  20  | 
  40  | 
  32  | 
  23  | 
  50  | 
  40  | 
  29  | 
  > 
  | 
|
|   z
  | 
  d
  | 
  56  | 
  45  | 
  32  | 
  63  | 
  50  | 
  36  | 
  79  | 
  63  | 
  45  | 
  < z
  | 
|
|   2. Фактическое i
  | 
  i
  | 
  1,6  | 
  1,61  | 
  1,6  | 
  1,58  | 
  1,56  | 
  1,57  | 
  1,58  | 
  1,58  | 
  1,55  | 
||
|   3. Скорость ремня v
  | 
  (5)  | 
  6,96 170,4  | 
  7,96 169,7  | 
  9,95 166,9  | 
  < [40 м/c]  | 
|||||||
|   4. Угол обхвата a, град  | 
  (7)  | 
|||||||||||
|   5. Число зубьев в зацеплении z
  | 
  (9)  | 
  16,6  | 
  13,3  | 
  9,5  | 
  18,9  | 
  15,1  | 
  10,8  | 
  23,2  | 
  18,5  | 
  13,4  | 
  > [6]  | 
|
|   6. Расчетная длина ремня L
  | 
  (10)  | 
  1575  | 
  1575  | 
  1575  | 
  1648  | 
  1648  | 
  1648  | 
  1816  | 
  1816  | 
  1816  | 
||
|   7. Число зубьев ремня z
 принято z
  | 
  L
 табл. П7  | 
  125,3 125  | 
  100,3 100  | 
  71,6 71  | 
  131,1 130  | 
  104,9 105  | 
  74,9 75  | 
  144,5 140  | 
  115,6 120  | 
  82,6 80  | 
  R
  | 
|
|   8. Окончательно L
  | 
  pmz
  | 
  1571  | 
  1571  | 
  1561  | 
  1634  | 
  1649  | 
  1649  | 
  1759  | 
  1885  | 
  1759  | 
||
|   9. Межцентровое расстояние а
  | 
  (14)  | 
  498  | 
  498  | 
  493  | 
  493  | 
  500  | 
  500  | 
  472  | 
  535  | 
  472  | 
  [500 ± 60]  | 
|
|   10. Передаваемая окружная сила Ft
  | 
  (17)  | 
  542  | 
  474  | 
  379  | 
||||||||
|   11. Допускаемая удельная окружная сила типовой передачи [F
  | 
  табл. 5 (ч.I)  | 
  25  | 
  30  | 
  32  | 
  25  | 
  30  | 
  32  | 
  25  | 
  30  | 
  32  | 
||
|   12. Коэффциенты  | 
  Cu
  | 
|||||||||||
|   13. Допустимая удельная окружная сила Fy
  | 
  (27)  | 
  25  | 
  30  | 
  32  | 
  25  | 
  30  | 
  32  | 
  25  | 
  30  | 
  32  | 
  Fy
  | 
|
|   14. Погонная масса ремня m
  | 
  табл. 5 (ч.I)  | 
  6  | 
  7  | 
  8  | 
  6  | 
  7  | 
  8  | 
  6  | 
  7  | 
  8  | 
||
|   15. Ширина ремня b
 (при С
  | 
  Ft 
  | 
  22  | 
  18  | 
  17  | 
  19  | 
  16  | 
  15  | 
  15  | 
  13  | 
  12  | 
||
|   Коэффициент С
  | 
  стр. 13 (ч.I)  | 
  0,97  | 
  0,82  | 
  0,76  | 
  0,89  | 
  0,7  | 
  0,7  | 
  0,7  | 
  0,7  | 
  0,7  | 
||
|   Ширина ремня b'
 принято b,
  | 
  (29) табл. П7  | 
  22,6 25  | 
  22,3 25  | 
  22,5 25  | 
  21,6 25  | 
  22,9 25  | 
  21,5 25  | 
  22,2 25  | 
  18,5 20  | 
  17,3 20  | 
||
|   16. Давление на зубьях p
  | 
  (30)  | 
  1,05  | 
  0,93  | 
  0,76  | 
  0,8  | 
  0,72  | 
  0,59  | 
  0,52  | 
  0,56  | 
  0,47  | 
  < [p
  | 
|
|   17. Сила предварительного натяжения F
  | 
  (36)  | 
  0,35  | 
  0,41  | 
  0,47  | 
  0,46  | 
  0,53  | 
  0,61  | 
  0.71  | 
  0,83  | 
  0,95  | 
||
Для улучшения работоспособности ременной передачи следует увеличивать диаметры шкивов и, если позволяют условия компоновки, принимать
d
1 
≥ (1,3…1,5) d
min
.
4. Расчет зубчатоременной передачи
Предварительное значение модуля по формуле (1) m
¢
≈ 35×(2,9 / 950) 1/3 
≈ 5,08 мм. Для сравнительного расчета по табл. П7 принимаем m
= 4; 5 и 7 мм.
Исходя из рекомендации (стр. 9 ч.I) для а
использовать формулу (6) и учитывая ограничения (а
= 500, d
1 
≤ d
30
, d
2 
≤ H
) по условиям компоновки, для расчета принимаем те же диаметры, что и для клиноременной передачи (d
1 
= 140, 160, 200 и d
2
= 224, 250, 315 мм). Зубья трапецеидального профиля.
Результаты расчета сведены в табл. 4.1.
На основании анализа результатов окончательно следует выбрать зубчатоременную передачу с минимальными размерами шкивов по условиям компоновки: d
1 
= 140 мм, d
2 
= 224 мм, i
= 1,61, m
= 5 мм, zp
= 100, L
P 
= 1571 мм, b
= 25 мм, а
nom
 = 
498 мм, F
0 
= 0,41 H, F
в
x
= 598 H, F
в
y
= 275 H, μ = 4,43 < [μ] = 30 с-1
;
Ремень, например, из литьевой резины: РЕМЕНЬ ЛР 5–100–25 ОСТ 38–05114–76, ОСТ 38–05246–81.
Сравнивая результаты всех расчетов различных передач в примерах, можно сделать заключение, что зубчатоременная передача имеет наименьшие габариты и усилия в ремнях.