Расчет открытой передачи. Расчет клиноременной передачи

Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине:

        (5.29)

Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива α₁, град:

                                    (5.30)

Угол α₁ ≥ 120º.

Определяем скорость ремня v, м/с:

                                             (5.31)

где d₁ – диаметр ведущего шкива, мм;

       n₁ – частота вращения ведущего шкива, об/мин;

       [v] = 40 м/с – допускаемая скорость.

v = 4,97 м/с.

Определяем частоту пробегов ремня U, с^-1:

U = v/l ≤ [U],                                                 (5.32)

где [U] = 30 с^-1 – допускаемая частота пробегов.

      U = 5 с^-1 ≤ [U], что гарантирует срок службы – 1000…5000 ч.

Определяем допускаемую мощность, передаваемую одним поликлиновым ремнем с десятью клиньями [P_п], кВт:

[P_п] = [P₀]С_р С_α С_l C_Z= 0,687 кВт,                               (5.33)

где [P₀] = 0,75 кВт – допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним поликлиновым ремнем с десятью клиньями, кВт, которую выбираем в зависимости от типа ремня, его сечения, скорости и диаметра ведущего шкива; С_р = 0,9, С_α = 0,89, С_l = 0,95,C_Z =0,95– поправочные коэффициенты.

Определяем количество клиньев поликлинового ремня z:

z = P_ном/[P_п] = 3,2                                             (5.34)

где P_ном = 2,2 кВт – номинальная мощность двигателя;

      [P_п] = 0,75 кВт – допускаемая мощность, передаваемая ремнями.

Определяем силу предварительного натяжения F₀, Н:

                                       (5.35)

Определяем окружную силу, передаваемую поликлиновым ремнем F_t, Н:

                                         (5.36)

Определяем силы натяжения ведущей F₁ и ведомой F₂ ветвей, Н:

F₁ = F₀ + F_t/2*Z = 188,86 Н;                                      (5.37)

F₂ = F₀ – F_t/2*Z = 41,31 Н.                                      (5.38)

Определяем силу давления ремней на вал F_оп, Н:

.                                      (5.39)

Проверочный расчет

Проверяем прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви σ_max, Н/мм²:

σ_max = σ₁ + σ_и + σ_v ≤ [σ]_p,                                    (5.40)

,                                             (5.41)

где А = δb = 81 мм² – площадь поперечного сечения ремня.

       - ширина ремня, мм.

.                                         (5.42)

Здесь Е_и = 80 Н/мм² – модуль продольной упругости, Н – высота поликлинового ремня.

σ_v = ρυ²·10^-6 = 0,03125 Н/мм².

Здесь ρ = 1250 кг/м³ – плотность материала ремня.

[σ]_р = 10 H/ мм² – допускаемое напряжение растяжения.

Таким образом, σ_max = 8,73 Н/мм² ≤ [σ]_р.

Составляем табличный ответ к задаче:

Таблица 5.5

5. РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ

                                            5.1.Расчет цепной передачи

Определяем шаг цепи р, мм:

                                       (5.1)

где Т₁ = 126,47 Н·м – вращающий момент на ведущей звездочке;

       К_э = 1,25 – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передач [1, табл. 5.7, стр. 93]:

К_э = К_дК_сК_θК_регК_р;

        z₁ = 29 – 2u = 33 – число зубьев ведущей звездочки, u =2.3 - передаточное число цепной передачи;

       [p_ц] = 25 Н/мм² – допускаемое давление в шарнирах цепи, которая зависит от чистоты вращения ведущей звездочки n₁, об/мин, ожидаемого шага цепи.

       v = 1 – число рядов цепи.

Таким образом, р = 17,15 мм.

Определяем число зубьев ведомой звездочки

z₂ = z₁u = 75                                           (5.2)

Определяем фактическое передаточное число u_ф и проверяем его отклонение Δu от заданного

                      (5.3)

Определяем оптимальное межосевое расстояние а, мм. Из условия долговечности цепи а = (30…50)р, где р = 19,05 мм – стандартный шаг цепи. Тогда     а_р = а/р =350 – межосевое расстояние в шагах.

Определяем число звеньев цепи l_p:

                           (5.4)

Уточняем межосевое расстояние в шагах а_р:

  (5.5)

Определяем фактическое межосевое расстояние а, мм:

а = а_рр = 665,226                                             (5.6)

Монтажное межосевое расстояние а_м = 0,995а = 662 мм.

Определяем длину цепи l, мм:

l = l_рp = 2362,2                                           (5.7)

Определяем диаметры звездочек, мм.

Диаметр делительной окружности:

       ведущей звездочки                              ведомой звездочки

          (5.8)

Диаметр окружности выступов:

       ведущей звездочки                             ведомой звездочки

    (5.9)

где К = 0,7 – коэффициент высоты зуба; К_z = ctg(180º/z) – коэффициент числа зубьев ведущей и ведомой звездочек; λ = р/d₁ = 3,2 – геометрическая характеристика зацепления (здесь d₁ = 5,94 мм – диаметр ролика шарнира цепи).

Диаметр окружности впадин:

       ведущей звездочки                             ведомой звездочки

  (5.10)

Проверочный расчет

Проверяем чистоту вращения меньшей звездочки n₁, об/мин:

n₁ ≤ [n]₁,

где n₁ = 125 об/мин – частота вращения тихоходного вала редуктора,                  [n]₁ = 15·10³/р = 787,4 об/мин – допускаемая частота вращения.

Проверяем число ударов цепи о зубья звездочек U, с^-1:

                                    (5.11)

где [U]=508/р = 27 – допускаемое число ударов.

Определяем фактическую скорость цепи v, м/с:

                                           (5.12)

Определяем окружную силу, передаваемую цепью F_t, Н:

                                         (5.13)

где Р₁ = 1,64 Н – мощность на ведущей звездочке.

Проверяем давление в шарнирах цепи р_ц, Н/мм²:

                                    (5.14)

где А = d₁b₃ = 75,438 мм² – площадь проекции опорной поверхности шарнира, d₁ = 5,94 и b₃ = 12,7 – соответственно диаметр валика и ширина внутреннего звена цепи, мм.

      [р_ц] = 35 Н/мм² – допускаемое давление в шарнирах цепи.

Проверяем прочность цепи. Прочность цепи удовлетворяется соотношением S ≥ [S], где [S] = 8 – допускаемый коэффициент запаса прочности, S – расчетный коэффициент запаса прочности – определяется по формуле:

                                    (5.15)

где F_р = 31800 Н – разрушающая нагрузка цепи, которая зависит от шага цепи р,

       F_t = 1251,91 Н – окружная сила, передаваемая цепью,

       К_Д = 1 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки,                                  F₀ = K_fqag =74,034 Н – предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви (здесь K_f = 6 – коэффициент провисания, q = 1,9 кг/м – масса одного метра цепи, а = 0,662 м – межосевое расстояние, g = 9, 81 м/с² – ускорение