Расчет поликлиноременной передачи

 

Задаемся расчетным диаметром ведущего и ведомого шкивов d₁=d₂=140 мм, так как передаточное отношение и=1. Сечение ремня выбираем в зависимости от мощности, передаваемой ведущим шкивом, и его частоты вращения:

 

кВт,

 

где п=1000 мин^-1 - расчетная частота вращения ведущего шкива;

Т₁=83,58 Н×м - крутящий момент на выходном валу коробки скоростей.

Принимаем сечение Л.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние [6]:

 

а≥0,55 (d₁+d₂)+Н=0,55×(140+140)+9,5=97,5 мм,

 

где Н=9,5 - высота сечения поликлинового ремня, мм.

Расчетная длина ремня [6]:

 

 

значение округляем до ближайшего большего стандартного l=900 мм.

Скорость ремня:

станок привод шпиндельный технический

м/с

 

Число клиньев поликлинового ремня [6]:

 

,

 

где [P_П] - допускаемая мощность передаваемая ремнями, кВт

 

[P_П]=[P₀]×С_р×С_a×С_l=11×0,9×1,0×1,0=9,9 кВт,

 

где [P₀]=11,0 - допускаемая приведенная мощность, передаваемая поликлиновым ремнем с десятью клиньями;

С_р=0,9 - коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы;

С_a=1,0 - коэффициент угла обхвата;

С_l=1,0 - коэффициент зависящий от длины ремня.

 принимаем z=9

Сила предварительного натяжения поликлинового ремня [6]:

 

Н

 

Сила давления на вал [6]:

 

Н,

 

где a₁=180^о - угол обхвата ремнем ведущего шкива.

 

Выбор муфт

 

Электродвигатель и вал коробки скоростей соединены упругой муфтой с торообразной оболочкой вогнутого профиля ГОСТ 20884-93. Выбор муфты производим не по передаваемому вращающему моменту, а по диаметру внутреннего отверстия. Принимаем муфту с номинальным вращающим моментом 100 Н×м и внутренним отверстием d=35 мм. Отверстие одной полумуфты, соединяемой с валом электродвигателя, необходимо перед сборкой расточить до d=38 мм.

Выбор электромагнитных муфт контактного типа Э1М…2 производится в зависимости от крутящего момента на валу и угловой скорости w [6].

 

М_Н=k×T, Н×м,

 

где k=1,3 - коэффициент запаса.

 

, с^-1,

 

где п - частота вращения вала, мин^-1

Вал I:

М_Н=1,3×30,55=40 Н×м

 с^-1

Вал II:

М_Н=1,3×42,64=55,4 Н×м

 с^-1

Вал III:

М_Н=1,3×83,58=108 Н×м

 с^-1

Конкретные типоразмеры муфт примем после расчета диаметров валов коробки скоростей

 

4.7 Расчёт диаметров валов и предварительный выбор подшипников

 

Ориентировочно диаметры валов определяем из соотношения [2]:

 

,

 

где Т-момент на соответствующем валу

мм

мм

мм

Диаметры валов необходимо согласовать с диаметрами внутренних колец подшипников, а также с посадочными отверстиями электромагнитных муфт.

Диаметр выходного конца электродвигателя d=38 мм.

Диаметры валов необходимо принять несколько больше, так как подача смазочной жидкости будет осуществляться через отверстия в валах.

На первом и втором валу будут установлены электромагнитные муфты Э1М07.2, имеющие посадочное отверстие d=25 мм, следовательно принимаем диаметр валов d₁=d₂=25 мм.

На третьем валу устанавливаем муфту Э1М08.2 с отверстием d=30 мм. Принимаем d₃=30 мм.

Предварительно выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные ГОСТ 8338-75 средней серии для установки в корпус и легкой серии для зубчатых колес.

 

Силовой расчет вала

 

Рисунок 4 - Схема приложения нагрузки

 

Наиболее нагруженным валом в коробке скоростей является III (рисунок 4), на который действует помимо сил в зубчатом зацеплении сила давления, передаваемая от поликлиноременной передачи.

Определим окружную силу в зацеплении [4]:

 

Н,

 

где d₂=т×z₂=4×36=144 мм - делительный диаметр колеса;

Т₂=83,58 Н×м - крутящий момент на колесе.

Радиальная сила:

 

Н,

 

где a=20° - угол зацепления.

По чертежу определяем места расположения сил и расстояние до точек их приложения, переносим их на рисунок. Для облегчения расчёта применим относительную систему координат совпадающую с направлениями сил F_r и F_t.

Рассмотрим плоскость ZOY:

 

SМ_А=F_ОПZ×l₁-F_r×l₂-R_BZ(l₂+l₃)=0,

SМ_B=F_ОПZ(l₁+l₂+l₃)+F_r×l₃-R_AZ(l₂+l₃)=0,

 

Откуда:

 

H

H

 

Проверка:

 

SF_z=-F_ОПZ+R_AZ-F_r-R_BZ=1811,3+2267,6-422,5-33,8=0

 

Рассмотрим плоскость XOY:

 

SМ_А=-F_ОПX×l₁-F_t×l₂+R_BX(l₂+l₃)=0,

SМ_B=-F_ОПX(l₁+l₂+l₃)+F_t×l₃+R_AX(l₂+l₃)=0,

 

Откуда:

 

H

H

 

Проверка:

 

SF_z=F_ОПX-R_AX-F_t+R_BX=1811,3-1383,2-1160,8+732,7=0

 

Силы реакции в опорах:

 

Н,

Н

 

Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов (рисунок 5)

 

Рисунок 5 - Эпюры изгибающих и крутящих моментов