V I Расчёт открытой ременной передачи

 

1.Выберем сечение ремня.

Тип проектируемой ременной передачи предусмотрен техническим заданием. Выбор сечения ремня произведем по номограмме в зависимости от мощности, передаваемой ведущим шкивом, Р_оп =1,5 кВт   и его частоты вращения n _оп = n _ном = 14 04 об/мин (номинальная частота вращения двигателя n_ном). Выбираем ремень сечением α ₁ = 20…80 мм

2. Определим минимально допустимый диаметр ведущего шкива d_1мин, в зависимости от вращающего момента на валу двигателя T_дв, и выбранного сечения ремня:

d _1мин = 40 мм

3. Зададимся расчетным диаметром ведущего шкива d₁. В целях повышения срока службы ремней применять ведущие шкивы с диаметром d₁   на 1...2 порядка выше d_1мин, _n из стандартного ряда (К40).

d ₁ = 80 мм

4. Определим диаметр ведомого шкива d₂ ,мм:

d ₂ = d ₁ u (1- ε) =80·1, 5 ·(1-0,02)= 125,5 мм

где: u =1, 5 – передаточное число открытой передачи,

ε – коэффициент скольжения, ε = 0,02

Полученное значение d₂ округлим до ближайшего стандартного по таблице.[ К40.]

d ₂ = 125 мм

5. Определим фактическое передаточное число u _ф и проверим его отклонение ∆ u от заданного u:

u _ф = = 1, 5

∆ u = = =0% ≤ 3 %

6. Определим ориентировочное межосевое расстояние а, мм:

а ≥0,55(d ₁ + d ₂)+ H =0,55(80+125)+4=117мм

где H - высота сечения клинового ремня, H = 4 мм

7. Определить расчетную длину ремня l, мм:

l = 2 a + (d ₂ + d ₁)+ = 2·117+ (125+80)+ =556 мм

Значение округлим до ближайшего стандартного:

l = 556 мм

8. Уточним значение межосевого расстояния по стандарт­ной длине:

a=

a= =105 мм

примем a=105 мм

9. Определим угол обхвата ремнем ведущего шкива α₁ , град:

α₁ = 180⁰ – 57⁰ =156⁰

10. Определим скорость ремня v, м/с:

v =π d ₁ n ₁ /(60·10³)≤ [ v ]=40 м/с

v = 3,14·80·1419/(60·10³)= 5,94 м/с

v ≤ [ v ]

где: d ₁ - диаметр ведущего шкива, d ₁ = 80 мм;

         п ₁ — частота вращения ведущего шкива, п ₁ = 1404об/мин;

        [ v ] - допускаемая скорость, [ v ] = 40 м/с;

11. Гарантированный срок службы ремня до 5000 ч.

12. Определим допускаемую мощность, передаваемую клиновым ремнем с десятью клиньями:

[ P_n ]=[ P ₀ ] C_pC_αC_l =1,675·0,9·0,95·0,98=1,4

Где: [ P ₀ ] —допускаемая приведенная мощность, передаваемая клиновым ремнем с десятью клиньями, выбира­ется из таблицы в зависимости от типа ремня, его сечения, скорости V,  и диаметра ведущего шкива d ₁;

[ P ₀ ] = 1,675;

C_p – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы, при двухсменной мало меняющейся нагрузке C_p = 0,9

C_α – коэффициент угла обхвата α₁ на меньшем шкиве, C_α =0,95

C_l – коэффициент влияния отношения расчётной длины ремня l_P к базовой l ₀, C_l =0,98.

13. Определим число клиньев поликлинового ремня z:

z = 10 Р_ном / [ P_n ]=10·1,5/ 1,4 = 10

где: Р_ном = 1,5 кВт; – номинальная мощность двигателя, кВт;

         [Р_п ] – допускаемая мощность, передаваемая ремнями,

14. Определим силу предварительного натяжения F ₀ , H:

F ₀ = = =180,4 Н

Где: v – скорость ремня, v = 5,94 м/с;.

Р_ном – номинальная мощность двигателя; Р_ном = 1, 5 кВт;

C_p – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы, при двухсменной маломеняющеся нагрузке C_p = 0,9

C_α – коэффициент угла обхвата α₁ на меньшем шкиве, C_α =0,95

C_l – коэффициент влияния отношения расчётной длины ремня l_P к базовой l ₀, C_l =0,98.

15. Определим окружную силу, передаваемую клиновым ремнем:

F_t = P _ном ·10³/ v =1, 5 ·10³/5,94 = 185,2 Н

16. Определить силы натяжения ведущей F ₁ и ведомой F ₂ ветвей, Н:

F ₁ = F ₀ + F_t / 2 =180,4+185,2/2 = 273 Н

F ₂ = F ₀ - F_t / 2 =180,41-185,2/2 = 87,8Н

17. Определим силу давления на вал:

F _В = 2 F ₀ sin =2·180,4· sin =360,6 H

Проверочный расчет

18.Проверим прочность клинового ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви σ_max, Н/мм²:

σ _max = σ₁+ σ _н + σ _v ≤ [ σ ] _p

σ _max =3,88+4+0,02=7,9 Н/мм²

Где: а) σ ₁ – напряжение изгиба:

σ ₁ = = =4,83 Н/мм²

F ₀ - силу предварительного натяжения, F ₀ =180,4 Н,

F_t - окружная сила, передаваемая клиновым ремнем,

F_t =185,2 Н,

 А – площадь поперечного сечения,

 А =0,5 b (2 H - h)=0,5·20·(2·4-2,35)= 56,5 мм²

б) σ _н – напряжение изгиба:

σ _н =Е_н  = 80 = 4 Н/мм²

Е_н = 80МПа; – модуль продольной упругости при изгибе,

Н – высота сечения, Н = 4 мм;

d ₁ = 80 мм.  - диаметр ведущего шкива, 

в) σ _v – напряжение от центробежных сил:

σ _v =ρ v ² ·10^-6=1250·5,94²·10^-6= 0,007

ρ – плотность материала ремня, для клиновых ремней

ρ = 1250 кг/мм³;

v - скорость ремня, v =5,9 4 м/с

г) [ σ ] _p – допускаемое напряжение растяжения, для клиновых ремней

[ σ ] _p = 8 Н/мм².

σ _max =7,9 Н/мм²

σ _max ≤ [ σ ] _p условия соблюдаются.