Расчет геометрических параметров плоскоременной передачи

На основании указанных исходных данных определяют геометрические параметры передачи – оптимальные значения диаметров шкивов, межосевого расстояния, длины ремня и другие, по следующим формулам:

оптимальное значение межосевого расстояния, мм,

; (4.1)

длина ремня без припуска на соединение, мм,

; (4.2)

угол обхвата малого шкива

; (4.3)

диаметр малого шкива, мм,

; (4.4)

где Т₁ – вращающий момент на валу малого шкива, Н · м.

Вычисленное значение d₁ округляют до ближайшего большего диаметра из ряда: 40; 45; 50; 56; 63; 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000.

Диаметр шкива d₂ вычисляют предварительно без учета скольжения: d₂ = u d₁. Затем округляют d₂ по ряду R20 (табл. П.1) предпочтительно в меньшую сторону и уточняют передаточное число:

, (4.5)

где s – относительное скольжение (s ≈ 0,01).

Соответствующие коррективы вносят в значение частоты вращения , уточняют передаточное число и проверяют величину его отличия от заданного.

Определяют уточненное значения угла охвата α₁ и проверяют условия: для плоскоременных передач α₁ ≥ 150^о, для клиноременных и поликлиноременных – α₁ ≥ 90^о. Если угол охвата окажется меньше предельного, то следует увеличить межосевое расстояние, а для плоских ремней можно применить натяжной ролик.

При проектировании передачи для облегчения надевания ремня на шкив необходимо предусмотреть возможность уменьшения межосевого расстояния а на 0,01 L_р, а для обеспечения натяжения ремня – возможность увеличения а на 0,025 L_р.

Вычисляют скорость ремня, м / с, , которая должна находится в интервале υ_max ≤ υ ≥ 10 м / с. Если υ получится меньше 10 м / с, то следует увеличить диаметры шкивов.

Расчет на прочность плоскоременной передачи

Далее, в соответствии с ГОСТ 23831 – 79, определяют число прокладок в ремне z. Так как толщина ремня δ должна быть не больше d₁/ 40, то

, (4.6)

где δ_п – толщина прокладки рассчитываемого ремня (см. табл. 4.1), мм.

Толщина ремня h = z δ_п, мм.

Определяют ширину ремня b при полученном значении числа прокладок z, мм:

, (4.7)

где – тяговое усилие на всю ширину ремня, Н, где Р – в Вт, υ в м / с;

[р] – допускаемая рабочая нагрузка прокладки, Н / мм ширины.

Полученное значение b округляют в большую сторону до ближайшего стандартного значения по данным табл. 4.1.

На этой стадии, с учетом полученных значений числа прокладок z и ширины ремня b, определяют по табл. 4.1 и 4.2 номинальную удельную прочность и соответствующую ей марку ткани прокладки.

Допускаемая рабочая нагрузка равна, Н / мм,

, (4.8)

где р₀ – номинальная удельная окружная сила, передаваемая единицей ширины одной прокладки резинотканевого ремня при угле обхвата α₁ = 180^о, скорости υ = 10 м / с и спокойной односменной работе, приведена в табл. 4.2, Н / мм;

С_α – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата меньшего шкива:

; (4.9)

С_υ – коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня υ:

; (4.10)

С_р – коэффициент, учитывающий влияние режима работы (табл. 4.3);

С_θ – коэффициент, учитывающий расположение передачи: для открытой передачи с углом наклона θ ≤ 60º С_θ = 1; при наклоне свыше 60 до 80° С_θ = 0,9; при θ > 80° С_θ = 0,8. Для передач с автоматическим регулированием натяжения ремня при любом расположении передачи С_θ = 1.

Таблица 4.3

Коэффициент С_р, учитывающий режим работы привода

Рабочая нагрузка	Группа рабочих машин	Машины, приводимые в движение	Ср
			Число смен работы
			1	2	3
Постоянная	I	Вентиляторы и компрессоры. Ленточные транспортёры. Грохоты легкие	1,0	0,9	0,8
С небольшими колебаниями	II	Насосы и компрессоры поршневые. Пластинчатые транспортеры. Транспортные машины	0,9	0,8	0,7
Со значительными колебаниями	III	Реверсивные приводы. Винтовые и эксцентриковые прессы. Винтовые и скребковые транспортеры, элеваторы. Дорожные машины	0,8	0,7	0,6
Неравномерная, с резкими колебаниями	IV	Ножницы, молоты, дробилки, шаровые мельницы. Подъемники, экскаваторы. Горные и строительные машины	0,7	0,6	0,5

Примечание. Значения С_р приведены для ременных передач от электродвигателей постоянного тока и от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Порядок проектного расчета плоскоременных передач

1. Выбирают тип ремня.

2. Определяют диметры шкивов.

3. Проверяют скорость ремня и при необходимости корректируют диаметры шкивов.

4. Выбирают межосевое расстояние и проверяют угол охвата малого шкива.

5. Определяют площадь и ширину ремня по тяговой способности.

6. Проверяют соответствие требуемого ремня стандартам.

7. Определяют силы, действующие на валы.

Пример 4.1. Рассчитать открытую плоскоременную передачу привода ленточного конвейера. Исходные данные: номинальная мощность на ведущем валу Р₁ = 11 кВт и номинальная частота вращения n₁ = 1447 мин ^–1; передаточное число u = 2,5. Работа в две смены; угол наклона передачи θ = 30º; натяжение ремня – передвижением двигателя по салазкам.

Параметры с индексом «1» относятся к ведущему элементу данной, рассматриваемой в примере передаче, а не к приведенным в табл. 2.5 общим обозначениям привода.

Предварительно вычисляем:

угловую скорость вала электродвигателя, рад / с:

;

крутящий момент на валу электродвигателя, Н ∙ м:

.

В соответствии с рекомендациями выбираем ремень типа А (υ_max = 30 м / с) с материалом прокладок – Б-800 (р₀ = 3 Н / мм, см. табл. 4.2).

Определяем по формуле (4.4) оптимальное значение диаметра ведущего шкива, мм:

.

Вычисленное значение округляем до ближайшего большего диаметра d₁ = 250 мм.

Скорость ремня, м / с,

.

Проверяем выполнение условия: υ_max = 30 м / с ≤ υ ≥ 10 м / с. Условие выполняется.

Диаметр ведомого шкива (без учета скольжения), мм,

d₂ = u d₁ = 2,5 ∙ 250 = 625.

Округляем d₂ предпочтительно в меньшую сторону. Ближайшее стандартное значение d₂ = 630 мм.