Плоскоременные передачи. Область применения. Проектировочный расчёт. Проверочный расчёт. Шкивы.

Эта передача проста по конструкции, может работать при весьма высоких скоростях (до 100 м/с) и больших межосевых расстояниях (до 15 м). Вследствие большой эластичности ремня она обладает сравнительно высокой долговечностью.
Наиболее широкое применение получили резинотканевые ремни, однако их не рекомендуется применять в среде, загрязненной парами нефтепродуктов. Кожаные ремни хорошо выдерживают переменные нагрузки, но не рекомендуются для эксплуатации в средах с высокой влажностью, с парами кислот и щелочей. Стоимость кожаных ремней сравнительно высока, применение их ограничено. Ремни хлопчатобумажные недороги, характеризуются хорошим сцеплением со шкивом, но чувствительны к воздействию кислотных и водяных паров.

Необходимые для проектирования ременной передачи данные содержатся в задании, а именно: условия эксплуатации, кинематическая схема, передаваемая мощность, частоты вращения, вала двигателя и ведущего шкива. Передаточное отношение ременной передачи определяют из кинематического расчета привода. Вращающий момент на валу ведущего шкива:

 

Диаметр ведущего шкива вычисляют по эмпирической зависимости:

По найденному значению подбирают диаметр шкива из стандартного ряда.
Диаметр ведомого шкива определяют с учетом относительного скольжения ремня ε (для передач с регулируемым натяжением ремня ε = 0,01.):

По вычисленному значению d2 подбирают шкив с диаметром из стандартного ряда и уточняют передаточное отношение і. Так как величина скольжении ε пренебрежимо мала, то обычно принимают:

Межосевое расстояние передачи:

 

Угол обхвата малого шкива:

Длина ремня:

 

Расчетная скорость ремня:

 

Силы, действующие в ременной передаче, Н: окружная
натяжение ведущей ветви
натяжение ведомой ветви

где F₀ — предварительное натяжение каждой ветви, определяемое по формуле:

в которой Ϭ— напряжение от предварительного натяжения ремня; Ь и δ — ширина и толщина ремня, мм.

Требуемую ширину резинотканевого ремня находят из условия:

Злесь Z — число прокладок, выбираемое по табл.;

[р] - допускаемая рабочая нагрузка на 1 мм ширины прокладки:

Найденное b округляют до ближайшего большего. Для обеспечения достаточной пластичности ремня необходимо соблюдать условие:

где δ₀ — толщина одной прокладки с резиновой прослойкой; если оно не выполнено, то следует уменьшить число прокладок i и повторить расчет по формуле.
При расчете сечений кожаных и хлопчатобумажных ремней определяют площадь поперечного сечения ремня по формуле:

где

Здесь [k] — допускаемая удельная окружная сила на единицу площади поперечного сечения ремня.
Максимальное напряжение в сечении ремня:

где напряжение от растяжения: ; напряжение от изгиба ремня:

Напряжение от центробежной силы:
Максимальное напряжение не должно превышать предела выносливости.
Расчетную долговечность ремня определяют в зависимости от базового числа циклов (обычно его принимают равным 10⁷) и от числа пробегов за все время эксплуатации: число пробегов ремня в секунду; долговечность, ч,

Нагрузку на валы ременной передачи определяют в зависимости от способа регулирования натяжения ремня.

при автоматическом регулировании:

при периодическом регулировании:

 

Шкивы. Один из шкивов передачи выполняют с гладким ободом, второй (больший) — выпуклым. Материал шкивов: при окружной скорости до 30 м/с — чугун СЧ 15; при большей скорости (порядка 30-50 м/с) — сталь 25Л (не ниже); для быстроходных передач (v = 50 м/с) — алюминиевые сплавы.
Диаметры определяют расчетом по формуле 2 и округляют до стандартного значения.
Шероховатость рабочей поверхности обода R_а < 2,5 мкм. В зависимости от ширины обода определяют стрелу выпуклости по табл. Толщина обода у края
толщина выступа на внутренней стороне обода для плавного
сопряжения его со спицами (высота рифта) е = s + 0,02В.
Шкивы диаметром до 300 мм выполняют обычно без спиц — с диском толшиной . Шкивы диаметром до 500 мм выполняются с числом спиц Z=4;
при > 500 мм Z=6. Спицы эллиптического сечения рассчитывают на изгиб; принимают условно, что сила воспринимается Z/3 спицами. Расчетное сечение спин располагают условно в диаметральной плоскости, проходящей через центр шкива перпендикулярно оси спицы: соотношение осей эллипса а: h = 0,4.
Момент сопротивления одной спицы и условном сечении:

Условие прочности:

откуда

Размеры осей эллипса в сечении спины близ обода: