Расчет плоскоременной передачи

 

В заданиях на курсовое проектирование плоскоременная передача рассматривается обычно как понижающая угловую скорость приводного вала, т.е. относится к быстроходным передачам. В кинематической схеме привода она занимает место между электродвигателем и редуктором и принята первой ступенью. В отдельных случаях она может служить и для повышения угловой скорости, однако в типовых заданиях такой вариант практически не встречается, так как в этом случае редуктор становится ненужным и разработка проекта привода оказывается слишком упрощенной.

В учебной литературе описываются усложненные виды плоскоременных передач: полуперекрестные, перекрестные и с натяжным роликом. На практике такие передачи применяют редко, поэтому в заданиях на курсовое проектирование встречаются только обычные открытые передачи плоским бесконечным ремнем с параллельными осями валов, вращающимися в одном направлении.

Промышленностью серийно выпускаются два типа плоских приводных ремней: тканые с полиамидным покрытием и прорезиненные с кордошнуровым несущим слоем. Благодаря прочности, эластичности, малой чувствительности к влаге и колебаниям температуры прорезиненные ремни получили большое распространение. Наиболее распространены прорезиненные ремни, среди которых выделяют ремни трех типов: А – нарезные, с резиновыми прослойками между всеми прокладками и с кромками, защищенными водоупорным составом, рекомендуются при скорости до 30м/с; Б – послойно завернутые как с резиновыми прослойками, так и без них, рекомендуемая скорость до 20 м/с; В – спирально завернутые без резиновых прослоек; скорость до 15м/с.

Расчет ременных передач проводится в два этапа: первый – проектный расчет с целью определения геометрических параметров передачи; второй – проверочный расчет ремней на прочность.

1. Определяем диаметр меньшего шкива

 

 

где  - мощность на ведущем шкиве, кВт;

 - частота вращения ведущего шкива, мин ^-1.

После получения интервала диаметров принимаем размер  в соответствии с ГОСТ 17383-73 по таблице 3.1.

2. Находим скорость ремня

 

 

3. Определяем диаметр большего шкива

 

 

где  - относительное скольжение ремня; для хлопчатобумажных и резинотканевых ремней , для кожаных – . Полученное значение округляем до стандартного по таблице 3.1.

4. Определяем фактическое передаточное число и его отклонение от заданного значения

 

 

 

Таблица 3.1 – Размеры плоскоременных шкивов, мм

Диаметры шкивов
50 – 63 – 80 – 90 – 100 – 112 – 125 – 140 – 160 – 180 – 200 – 224 – 250 – 280 – 315 – 355 – 400 – 450 – 500 – 560 – 630 – 710 – 800 – 900 – 1000 – 1120 – 1400
Ширина ремня b	Ширина обода шкива   В	Ширина ремня b	Ширина обода шкива   В	Ширина ремня b	Ширина обода шкива   В
30	40	90	100	180	200
40	50	100	112	200	224
50	63	112	125	224	250
63	71	125	140	250	280
71	80	140	160	280	315
80	90	160	180	315	355

 

5. Находим межосевое расстояние

 

 

6. Определяем минимальную длину ремня

 

 

где  - допускаемая частота пробегов,

7. Определяем длину ремня

 

 

Если после расчетов полученная длина ремня меньше минимальной длины, то необходимо увеличивать межосевое расстояние до тех пор, пока расчетная длина не превысит минимальную длину ремня из условия долговечности.

8. Определяем угол обхвата меньшего шкива

 

 

 

9. Находим допускаемое полезное напряжение в ремне

 

 

где  – номинальное полезное напряжение в ремне при стандартных условиях, т.е. для горизонтальной передачи при угле обхвата , скорости вращения , спокойной односменной работе и нормальных условиях окружающей среды. Значения  для прорезиненных ремней при напряжении от предварительного напряжения  в зависимости от отношения , а также толщина ремня приведены ниже.

 

Таблица 3.2 – Значения коэффициента  

	30	40	50	60	75	100
	2,17	2,25	2,30	2,33	2,37	2,40

 

 

Таблица 3.3 – Ремни резинотканевые, мм

Число прокладок	Ширина ремня			Толщина ремня
	Тип А	Тип Б	Тип В	Типы А и Б с прослойками	Типы Б и В без прослоек
2	---	20…45	---	3,0	2,5
3	20…100	---	20…100	4,5	3,75
4	20…300	150…300	50…300	6,0	5,0
5	20…500	150…300	50…500	7,5	6,25
6	80…500	150…500	80…500	9,0	7,5
7	250…500	250…500	250…500	10,5	8,75
8	250…500	250…500	250…500	12,0	10,0
9	500	500	500	13,5	11,25

 

 - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата меньшего шкива

 

 

 - скоростной коэффициент, учитывающий ослабление сцепления ремня со шкивом под действием центробежных сил

 

 - коэффициент режима и длительности работы (приложение 6)

 - коэффициент, учитывающий угол наклона линии центров передачи к горизонту; определяется по таблице 3.4

 

Таблица 3.4 – Значения коэффициента

Угол наклона передачи, град		0^0…60^0	60^0…80^0	80^0…90^0
	Открытая передача	1,00	0,9	0,8
	Перекрестная передача	0,9	0,8	0,7
	Полуперекрестная передача	0,8	0,7	0,6

 

10. Определяем окружную силу в ремне

 

 

11. Рассчитываем ширину ремня и принимаем стандартное значение по таблице 3.1

 

12. Находим силу предварительного натяжения

 

 

13. Определяем силы натяжения ведущей  и ведомой  ветвей ремня и соответствующую им силу давления ремня на вал

 

 

 

14. Проверяем прочность ремня по максимальным напряжениям, возникающим в сечении ремня при набегании его на шкив меньшего диаметра

 

 

где  - напряжение растяжения, МПа;

 

    

 - напряжение изгиба, МПа;

 

где Е = 90МПа – модуль продольной упругости при изгибе для прорезиненных ремней;

 - напряжение от центробежных сил, МПа;

 

 

где  - плотность материала ремня, кг/м³; для плоских ремней допускается принимать ;

   - допускаемое напряжение растяжения, МПа; .

Если получится , то следует увеличить диаметр  ведущего шкива или принять большее сечение ремня и повторить расчет передачи.

15. Определяем частоту пробегов ремня

 

 

16. Рассчитываем срок службы ремня

 

где предел выносливости материала ремня, зависящий от количества прослоек:  - для ремней с прослойками и  - для ремней без прослоек;

для плоских ремней;

базовое число циклов;

число шкивов в ременной передаче;

коэффициент, учитывающий режим работы (исходя из графика нагрузки в задании).

Контрольные вопросы: