Расчет ременных передач на долговечность

 

Долговечность и выносливость ремня напрямую зависят от свойств материала, из которого он изготовлен. Расчет на долговечность ременных передач импортного производства в данном параграфе не приводится, из-за отсутствия необходимых данных о материале фирм-производителей ремней.

Клиновые ремни узкого сечения, поликлиновые и зубчатые ремни отечественного производства проверяются на допустимую частоту пробега ремня в секунду:

 

λ = 10³ v/ L ≤ [λ],

 

где [λ] – допустимая частота пробега ремня, с^-1. Для клиновых ремней нормального сечения [λ] = 20 с^-1; для узких клиновых, поликлиновых и зубчатых ремней [λ] = 30 с^-1.

Для клиновых ремней нормального сечения рассчитывается долговечность в часах по формуле:

 

L_h = 2,8·10^-7(σ _у/ σ_max)⁸ N _0цς _iL / v ≥ T _р,

 

где σ _у = 9 МПа – условный предел выносливости ремня; N _0ц – базовое число циклов при типовых испытаниях на двушкивной передаче, табл. П37; L – длина ремня, мм;                  ς _i – коэффициент, учитывающий разную степень влияния напряжений изгиба на малом и большом шкивах, рис. 2.43; Т _р – требуемый ресурс ремня, табл. П37; σ_max – суммарное максимальное напряжение в ведущей ветви в месте набегания ремня на малый шкив, определяемое:

 

σ_max = σ_р + σ_и,

 

где σ_р – напряжение растяжения и σ_и – напряжение изгиба, МПа:

 

σ_р = F ₀ /A + 10³ NC _p /(2Av) + 10^-6ρ v ²,    

 

σ_и = 2 Ey ₀ /D ₁,

 

где А – площадь сечения, мм², табл. П37. Плотность материала ремня, кг/м³: ρ = 1250…1400. Модуль упругости E = 100 МПа. y ₀ – расстояние от нейтрального слоя до внешнего волокна, табл. П36.

 

 

Рис. 2.43. Коэффициент ς _i для клиновых ремней

Шкивы ременной передачи

 

Шкивы изготавливаются из чугуна марок СЧ15, СЧ20 и ВЧ35 методом литья при окружных скоростях до 30 м/с, из сталей марок 15, 20, 20Х при скоростях до 60 м/с, легких сплавов (Д16, АК4 и др.) при скоростях до 100 м/с. При этом рабочая поверхность шкива тщательно обрабатывается (Ra 3,2) с проведением балансировки корпуса шкива.

Профили шкивов соответствуют профилям ремней, рис. 2.44. Для клиновых ремней профиль шкива дан в табл. 2.52, для поликлиновых ремней в табл. 2.53, для зубчатых ремней в табл. 2.54.

Таблица 2.52

Профиль шкива клиноременной передачи

 

Сечение ремня	l р	b*	h	e	f	α = (34 ± 1º)		α = (36 ± 1º)		α = (38 ± 1º)
						D	b 1 *	D	b 1 *	D	b 1 *
Z	8,5	2,5	7,5	12±0,3	8	50…71	10,0	80…100	10,1	112…160	10,2
A	11	3,3	8,7	15±0,3	10	80…112	13,1	125…160	13,3	180…140	13,4
B	14	4,2	10,8	19±0,4	12,5	125…160	17,0	180…224	17,2	250…500	17,4
SPZ	8,5	2,5	10	12±0,3	8	63…80	10,0	–	–	> 80	10,2
SPA	11	3,3	13	15±0,3	10	90…112	12,8			> 112	13,1
SPB	14	4,2	17	19±0,4	12,5	140…180	16,4			> 180	16,7

 

Таблица 2.53

Профиль ремня поликлиновой передачи

 

Сечение ремня	h	Δ	e	f	r 1	r 2
К	2,15+0,38	0,95	2,4 ± 0,03	3,5	0,2…0,3	0,2…0,3
Л	4,68+0,38	2,4	4,8 ± 0,04	5,5	0,4…05	0,4…0,5
М	9,6+0,77	3,55	9,5 ± 0,05	10,0	0,8…1,0	0,6…0,8

 

Таблица 2.54

Профиль шкива зубчатоременной передачи

 

Параметр ремня, обода шкива	Обозначение параметра		Модуль
			3		4		5		7	10
Шаг зубьев ремня, мм	p		9,42		12,57		15,71		21,99	31,42
Толщина ремня, мм	H		4,0		5,0		6,5		11,0	15,0
Высота зуба, мм	h		2,0		2,5		3,5		6,0	9,0
Толщина зуба, мм	S p		3,2		4,4		5,0		8,0	12,0
Расстояние до впадины ремня до оси троса, мм	δ p		0,6		0,8		0,8		0,8	0,8
Ширина ремня, мм	b	12,5…50		20…100		25…100		40…125		50…2000
Число зубьев ремня	z p	40…160		48…250		48…200		56…140		5…140
Ширина впадины шкива, мм	S	3,2 ± 0,2		4,0 ± 0,2		4,8 ± 0,2		7,5 ± 0,3		11,5 ± 0,3
Глубина впадины шкива, мм	h p	3,0 ± 0,2		4,0 ± 0,2		5,0 ± 0,2		8,5 ± 0,3		12,5 ± 0,3
Радиус, мм	r 1	1,0		1,4		1,7		2,4		3,5
Радиус, мм	r 2	1,2		1,6		2		2,8		4

а)	б)
в)

Рис. 2.44. Профиль шкива ременных передач:

а - клиновой;   б - поликлиновой;   в - зубчатой

 

Рекомендации по определению основных размеров шкивов ременных передач приведены в табл. 2.55.

Таблица 2.55