Расчет клиноремённой передачи

В проектируемом приводе открытая клиноремённая передача применяется в качестве первой ступени для передачи мощности от электродвигателя к двухступенчатому коническо-цилиндрическому редуктору. Расчёт клиноремённой передачи проводится в два этапа: первый – проектный расчёт с целью определения геометрических параметров передачи; второй проверочный расчёт ремней на прочность. Исходными данными для выполнения расчёта клиноремённой передачи являются мощность на ведущем валу Р₁, частота вращения ведущего шкива n₁ об/мин, передаточное число ремённой передачи и_рп. Схема открытой клиноремённой передачи представлена на рис. 5.1.

Проектный расчёт

Рис. 5.1.

Выбираем тип и сечение ремня по номограммам (рис. 5.2 и 5.3) в зависимости от мощности, передаваемой ведущим шкивом, и его числа оборотов n ₁ об/мин. В настоящее время для обозначения клиновых ремней нормального сечения по ГОСТ 1284.1-89 используются буквы латинского алфавита (Z, A, B, C, D, E), по ГОСТ 1284-80 применялись буквы русского алфавита (O, А, Б, В, Г, Д). Клиновые ремни узкого сечения обозначаются буквами русского алфавита УO, УА, УБ, УВ, УГ, УД, а зарубежные аналоги - буквами латинского алфавита SPZ, SPA, SPB, SPC, SPD, SPE и выпускаются в соответствии с ТУ 38-40534-75. Основные параметры клиновых ремней общего назначения приведены в таблице 5.1.

Определяем минимально допустимый диаметр ведущего шкива d _{1 min}, мм, по таблице 5.2. в зависимости от значения крутящего момента Т₁, Н×мм, и выбранного сечения ремня. Задаёмся расчётным диаметром ведущего шкива d ₁.

В целях повышения срока службы ремней рекомендуется применять ведущие шкивы с диаметром d ₁ большим d _{1 min} из стандартного ряда (таблица 5.3).

Определяем диаметр ведомого шкива d ₂, мм:

,

(5.1)

где e = 0,01…0,02 – коэффициент упругого скольжения ремня.

Полученное значение d ₂ округлить до ближайшего стандартного по таблице 5.3.

Таблица 5.1.

Основные параметры клиновых ремней общего назначения

Основные размеры, мм
	Обозначение сечения ремня
	Нормальное сечение по ГОСТ 1284-80			Узкое сечение по ТУ 38-40534-75
	Z (О)	А	B (Б)	УО (SPZ)	УА (SPA)	УБ (SPB)
bp	8,5	11	14	8,5	11	14
b0	10	13	17	10	13	17
h	6	8	10,5	8	10	13
y 0	2,1	2,8	4	2	2,8	3,5
Площадь сечения S, мм^2	47	81	138	56	95	158
Предельное значение l, мм	425… 2500	500… 5300	560… 9000	630…3550	800…4500	1250…8000
Масса 1 м длины q, кг	0,06	0,105	0,18	0,07	0,12	0,2

Примечания: 1. l – расчётная длина ремня на уровне нейтральной линии. 2. Стандартный ряд длин l, мм: 425, 500, 530, 560, 600, 630, 710, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1060, 1080, 1100, 1120, 1150, 1180, 1250, 1320, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1625, 1650, 1700, 1750, 1800, 1900, 2000, 2120, 2240, 2360, 2650, 2800, 3000, 3150, 3350, 3500, 3550, 3650, 3750, 4000, 4150, 4250, 4500, 4750, 5000, 5300, 5500, 5600, 6000, 6300, 6500, 7250, 7620, 8500, 9000.

Определяем фактическое передаточное отношение u _ф и проверяем его отклонение D u от заданного u _рп (желательно чтобы выполнялось условие формулы 5.3):

,	(5.2)
.	(5.3)

Таблица 5.2.

Обозначение сечения ремня	Нормальное сечение			Узкое сечение
	Z (О)	А	B (Б)	SPZ (УО)	SPA (УА)	SPB (УБ)
Крутящий момент Т1, Н×м	< 30	15…60	50…150	< 150	90…400	300…2000
d 1 min	63	90	125	63	90	140

Минимальные значения диаметра меньших шкивов

Определяем ориентировочное межосевое расстояние а, мм:

,

(5.4)

где h – высота сечения ремня.

C (В)

B (Б)

А

D (Г)

Рис. 5.2. Номограмма для выбора клиновых ремней нормального сечения

Определяем расчётную длину ремня l, мм:

.

(5.5)

Полученное значение округлить до ближайшего большего стандартного по таблице 5.1.

Уточняем межосевое расстояние а по стандартной длине ремня l:

.

(5.6)

Определяем угол обхвата ремнём малого шкива:

.

(5.7)

Рис. 5.3. Номограмма для выбора клиновых ремней узкого сечения

 

 

Таблица 5.3.

Размеры профиля канавок шкивов для клиновых ремней

Тип ремня	Сечение ремня	Размеры, мм					Значения a, град
		t	lp	p	f	h	34	36	38		40
							Расчётные диаметры шкивов d р, мм
Клиновой	Z (О)	2,5	8,5	12	8	7	63…71	80…100	112…160	³ 180
	А	3,3	11	15	10	8,7	90…112	125…160	180…400	³ 450
	B (Б)	4,2	14	19	12,5	10,8	125…160	180…224	250…500	³ 560
Узкий клиновой	SPZ (УО)	2,5	8,5	12	8	10	63…80	-	> 80	-
	SPA (УА)	3,0	11	15	10	13	90…118	-	> 118	-
	SPB (УБ)	4,0	14	19	12,5	17	140…190	-	> 190	-

Примечание: Расчётные диаметры шкивов d _р выбирают из стандартного ряда: 40, 45, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1000.

 

 

Таблица 5.4.

Допускаемая приведённая мощность [ P ₀ ], кВт, передаваемая одним клиновым ремнём или узким клиновым ремнём

Тип ремня	Сечение, l 0, мм	Диаметр меньшего шкива d 1, мм	Скорость ремня v, м/с
			3	5	10	15	20	25	30
Клиновой	Z (О) 1320	63	0,33	0,49	0,82	1,03	1,11	-	-
		71	0,37	0,56	0,95	1,22	1,37	1,40	-
		80	0,43	0,62	1,07	1,41	1,60	1,65	-
		90	0,49	0,67	1,16	1,56	1,73	1,90	1,85
		100	0,51	0,75	1,25	1,69	1,94	2,11	2,08
		112	0,54	0,80	1,33	1,79	2,11	2,28	2,27
	А 1700	90	0,71	0,84	1,39	1,75	1,88	-	-
		100	0,72	0,95	1,60	2,07	2,31	2,29	-
		112	0,74	1,05	1,82	2,39	2,74	2,82	2,50
		125	0,80	1,15	2,00	2,66	3,10	3,27	3,14
		140	0,87	1,26	2,17	2,91	3,42	3,67	3,64
		160	0,97	1,37	2,34	3,20	3,78	4,11	4,17
	B (Б) 2240	125	0,95	1,39	2,26	2,80	-	-	-
		140	1,04	1,61	2,70	3,45	3,83	-	-
		160	1,16	1,83	3,15	4,13	4,73	4,88	4,47
		180	1,28	2,01	3,51	4,66	5,44	5,76	5,53
		200	1,40	2,10	3,73	4,95	5,95	6,32	6,23
		224	1,55	2,21	4,00	5,29	6,57	7,00	7,07
Узкий клиновой	SPZ (УО) 1600	63	0,68	0,95	1,50	1,80	1,85	-	-
		71	0,78	1,18	1,95	2,46	2,73	2,65	-
		80	0,90	1,38	2,34	3,06	3,50	3,66	-
		90	0,92	1,55	2,65	3,57	4,20	4,50	4,55
		100	1,07	1,66	2,92	3,95	4,72	5,20	5,35
		112	1,15	1,80	3,20	4,35	5,25	5,85	6,15
		125	1,22	1,90	3,40	4,70	5,70	6,42	6,85
	SPA (УА) 2500	90	1,08	1,56	2,57	-	-	-	-
		100	1,26	1,89	3,15	4,04	4,46	-	-
		112	1,41	2,17	3,72	4,88	5,61	5,84	-
		125	1,53	2,41	4,23	5,67	6,0	7,12	7,10
		140	1,72	2,64	4,70	6,3	7,56	8,25	8,43
		160	1,84	2,88	5,17	7,03	8,54	9,51	9,94
	SPB (УБ) 2500	140	1,96	2,95	5,00	6,37	-	-	-
		160	2,24	3,45	5,98	7,88	9,10	9,49	-
		180	2,46	3,80	6,70	9,05	10,6	11,4	11,5
		200	2,64	4,12	7,3	10,0	11,9	13,1	13,3
		224	2,81	4,26	7,88	10,7	13,0	14,6	15,1

 

Таблица 5.5.