2.3 Расчет открытой передачи

Для данного расчета необходимы следующие исходные данные:

• количество оборотов на ведущем валу, n₁, n₁=1455 об/мин;

• количество оборотов на ведомом валу, n₂, n₂=603,73 об/мин;

• вращающий момент на ведущем валу, M₁, М₁ = 41,3 Н×м;

• вращающий момент на ведомом валу, M₂, М₂ = 93,5 Н×м;

• угловая скорость на ведущем валу, ω₁, ω₁=152,29 рад/с;

• угловая скорость на ведомом валу, ω₂, ω₂=63,19 рад/с;

• мощность на ведущем валу, Р₁, Р₁= 6,29 Вт;

• мощность на ведомом валу, Р₂, Р₂= 5,91 Вт.

Диаметр меньшего шкива d₁, мм; определяется по формуле (2.40):

, (2.40)

где M₁ – вращающий момент на ведущем валу, Н×м; М₁ = 41,3×10³ Н×м.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.40) получено:

мм.

Принимается диаметр d₁ = 140 мм, определено по ([2], с. 132).

Диаметр d₂, мм; большего шкива определяется по формуле (2.41):

(2.41)

где – передаточное число зубчатой передачи; =2,5; определено по исходным данным;

– делительный диаметр шестерни, мм; определен по формуле (2.28);

 – коэффициент скольжения ремня;  = 0,015; определен по ([2], с. 120)

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.41) получено:

мм.

Принимается d₂ = 340 мм.

Передаточное число , рассчитывается по формуле (2.42):

, (2.42)

где d₂ – диаметр большего шкива, мм; определен по формуле (2.41);

– делительный диаметр шестерни, мм; определен по формуле (2.28);

 – коэффициент скольжения ремня;  = 0,015; определен по ([2], с. 120).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.42) получено:

.

При этом угловая скорость ведомого вала , рад/с рассчитывается по формуле (2.43):

, (2.43)

где ω_дв – угловая скорость на ведущем валу, рад/с; ω_дв=152,29 рад/с; определена по исходным данным;

– передаточное число, определено по формуле (2.42).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.43) получено:

рад/с.

Рассчитывается расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчёту , рассчитывается по формуле (2.44):

, (2.44)

где ω₂ – угловая скорость на ведомом валу, рад/с; ω₂=63,19 рад/с; определена по исходным данным;

ω_в – угловая скорость на ведущем валу, рад/с; ω_в=62 рад/с; определена по формуле (2.44).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.44) получено:

.

Полученное значение находится что в пределах .

Принимаются диаметры шкивов d₁ = 140 мм и d₂ = 340 мм.

Межосевое расстояние принимается в интервале, описываемом системой уравнений (2.45):

, (2.45)

где – Т₀ – высота сечения ремня, мм; Т₀ = 10,5 мм; определена по([2] с 131);

d₂ – диаметр большего шкива, мм; определен по формуле (2.41);

– диаметр меньшего шкива, мм; мм; определен по формуле (2.40).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.45) получено:

мм.

Принимается a = 400 мм.

Расчётная длина ремня , мм определяется по формуле (2.46):

, (2.46)

где – межосевое расстояние, мм; =400 мм; определена по формуле (2.45);

d₂ – диаметр большего шкива, мм; определен по формуле (2.41);

– диаметр меньшего шкива, мм; мм; определен по формуле (2.40).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.46) получено:

мм.

Подбирается ближайшее значение по стандартному ряду =1600 мм; определено по ([2], с. 131).

Уточнение межосевого расстояния , с учётом стандартной длины ремня,, определяется по формуле (2.47):

, (2.47)

где L – длина ремня, L= 1600 мм, определена по формуле (2.46);

w – средняя длина ремня, мм; определена по формуле (2.48),

y – коэффициент; определен по формуле (2.49).

Средняя длина ремня w, мм определяется по формуле (2.48):

, (2.48)

где – диаметр меньшего шкива, мм; мм; определен по формуле (2.40);

d₂ – диаметр большего шкива, мм; ; определен по формуле (2.41).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.48) получено:

мм.

Коэффициент y, определяется по формуле (2.49):

(2.49)

где – диаметр меньшего шкива, мм; мм; определен по формуле (2.40);

d₂ – диаметр большего шкива, мм; ; определен по формуле (2.41).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.49) получено:

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.47) получено:

мм.

Угол обхвата меньшего шкива а₁, определяется по формуле (2.50):

. (2.50)

где – диаметр меньшего шкива, мм; мм; определен по формуле (2.40);

d₂ – диаметр большего шкива, мм; ; определен по формуле (2.41);

– межосевое расстояние, мм; =415,6 мм; определено по формуле (2.47).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.50) получено:

Число ремней в передаче , определяется по формуле (2.51):

, (2.51)

где Р – мощность двигателя, кВт; кВт; определена по исходным данным;

С_р – коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи; ; определен по ([2], с. 136);

Р₀ – мощность передаваемая одним клиновым ремнём, кВт; Р₀ = 3,21 кВт; определена по([2], с. 132);

C_L – коэффициент, учитывающий влияние длины ремня; мм, C_L =0,92; определен по([2], с. 135);

C_a – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, C_a = 0,95; определен по ([2], с. 136);

C_z – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче; предполагается, что число ремней в передаче от 2 до 3, C_z =0,95; определен по ([2], с. 136);.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.51) получено:

.

Принимается Z=3, определено по ([2], с.138).

Натяжение ветви клинового ремня F₀, Н определяется по формуле (2.52):

, (2.52)

где Р – мощность двигателя, кВт; кВт; определена по исходным данным;

– коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи; ; определен по ([2], с. 136),

C_L – коэффициент, учитывающий влияние длины ремня; мм, C_L =0,92; определен по ([2], с. 135);

Z – число ремней в передаче, Z=3; определено по формуле (2.51);

v – скорость, м/с; определена по формуле (2.53);

C_a – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, C_a = 0,95; определен по ([2], с. 136);

θ – коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил, ; θ = 0,1 ; определен по ([2], с. 136).

Скорость v, м/с определяется по формуле (2.53):

, (2.53)

где – диаметр меньшего шкива, мм; мм; определен по формуле (2.40);

ω_дв – угловая скорость на ведущем валу, рад/с; ω_дв=152,29 рад/с; определена по исходным данным/

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.53) получено:

м/с.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.52) получено:

Н.

Давление на валы F_B, Н определяется по формуле (2.54):

, (2.54)

где F₀ – натяжение ветви клинового ремня, Н; F₀=190,6 Н; определено по формуле (2.52);

Z – число ремней в передаче, Z=3; определено по формуле (2.51);

а₁ – угол обхвата ремнем меньшего шкива; а₁=152,6˚; определено по формуле (2.50).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.54) получено:

Н.

Ширина шкива B_ш, мм определяется по формуле (2.55):

, (2.55)

где Z – число ремней в передаче, Z=3; определено по формуле (2.51);

е – глубина канавки, мм; е=9,5 мм; определена по ([2], с. 138);

f – ширина канавки, мм; f =10 мм; определена по ([2], с. 138).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.55) получено:

мм.