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.