Расчет плоскоременной передачи

2 РАСЧЕТ ПЛОСКОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1 Порядок расчета плоскоременной передачи

Расчет основных параметров плоскоременной передачи проводят в следующей последовательности после выбора схемы в соответствии с рисунком 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема ременной передачи

По заданной мощности N₂, (кВт), затрачиваемой на привод вибратора, определяется потребная мощность электродвигателя N_1, киловатт:

                                            N₁ = N/h,                                                        (2.1)

где h - коэффициент полезного действия ременной передачи.

Принимаем согласно /1/ h=0,95, согласно заданию N₂ =2,1 кВт, тогда

N₁ = 2,1/0,95=2,21кВт

Согласно /1/ принимается электродвигатель, мощность которого близка расчетной N₁. Таковым двигателем является 4А9014УЗ.

Его параметры: N₁ =2,20кВт, n₁ =1425 об/мин.

Передаточное число передачи i определяется по формуле

                                                i= n₁ / n₂,                                                       (2.2)

где  n₁  - скорость вращения вала электродвигателя, об/мин;

n₂ – заданная скорость вращения вала вибратора (ведомого шкива), об/мин.

Принимаем согласно заданию n₂ =900об/мин, тогда

i=1425/900=1,58

Диаметр ведомого (меньшего) шкива D₁, (мм), плоскоременной передачи ориентировочно вычисляется по формуле

                                   D₁ =(1100…1300),                                     (2.3)

D₁ =1100 =126,5мм

Диаметр ведомого (большего) шкива D₂ , (мм), плоскоременной передачи рассчитывается из выражения

                                             D₂ = D₁(1-å)I,                                               (2.4)

где å - коэффициент скольжения ремня.

Принимаем согласно /1/ å=0,01, тогда

D₂ =126,5 (1-0,01)*1,58=197,87мм.

Окончательно диметры шкивов плоскоременных передач округляют до ближайшего стандартного значения в миллиметрах, тогда D₁ =140мм, D₂=180мм.

Минимальную величину межосевого расстояния для открытой передачи l, (мм), определяют по формуле

                                          l³2(D₁ + D₂ ),                                                   (2.5)

l³2(140+180)³640мм.

Угол обхвата a, (град.), ремнем ведущего шкива для открытой передачи рассчитывают по приближенной формуле

                                 a=180-((D₂ – D₁)/l)*60,                                            (2.6)

a=180-((180-140)/640)*60=176,25°

Длина ремня для L, (мм), для открытой передачи определяется по формуле

                        L=2l+1,57(D₁ + D₂)+(( D₂ - D₁ )²)/4l,                                 (2.7)

L=2*640+1,57(140+180)+((180-140)² /4*640=1783,25мм.

Для обеспечения нормальной долговечности приводных ремней проверяем число пробегов ремня U, (с)

                                            U=V/l,                                                            (2.8)

где V – скорость ремня, м/с.

                                                     V=pDn/60;                                                      (2.9)

V=3,14*140*1425/60*1000=10,44 м/с, тогда

U=10,44*1000/1783,025=5,85с.

Число пробегов в открытой передаче должно быть меньше трех. Так как число пробегов  превышает предельное значение, то для снижения U необходимо увеличить межосевое расстояние и длину ремня L, иначе ремень будет иметь пониженный срок службы.

Принимаем межосевое расстояние k=1500мм, тогда угол a, (град.),  ремнем ведущего шкива для открытой передачи согласно (2.6) будет

a=180-((180-140)/1500)/60=178,39°,

тогда длина ремня для открытой передачи L, (мм), согласно (2.7) будет

L=2*1500+1,57*(140+180)+((180-140)²)/4*1500=3502,66мм≈3503мм,

тогда число пробегов ремня U, (с), согласно (2.8) будет

U=(10,44*1000)/3503=2,98с.

Площадь поперечного сечения ремня F, (мм²), определяется по формуле

                                   F=b*δ³P*10⁴/[K],                                                (2.10)

где  b – ширина ремня, мм;

δ – толщина ремня, мм;

[K] – допускаемое полезное напряжение.

Допускаемое полезное напряжение [K], (МПа), определяется по формуле

                              [K] = К₀*С₀*С₁*С₂*С₃,                                             (2.11)

где  К₀ – приведенное напряжение, (МПа), определяемое по формуле

                                          К₀ = a-10*(δ/D₁),                                                     (2.12)

где    a - постоянный коэффициент, для заданных условий работы.

  С₀ – поправочный коэффициент, зависящий от рода и расположения передачи;

С₁ – поправочный коэффициент на влияние угла обхвата ремнем ведущего шкива a. Определяется по эмпирической зависимости

                                               С₁ = 0,003a + 0,46,                                             (2.13)

где a - угол обхвата, град, тогда

С₁ = 0,003*176,25+0,46=0,988

С₂ – поправочный коэффициент на влияние скорости;

С₃ – поправочный коэффициент на влияние режима работы, так как ведется расчет привода вибратора, то нагрузка на передачу значительно колеблется.

При определения приведенного напряжения К₀ отношением δ/ D₁ задаются .

Рекомендуется принимать для хлопчатобумажных ремней

                                                D₁  = (25…40)*δ,                                     (2.14)

D₁  = 25*δ, тогда

δ = D₁/25;

δ = 140/25=5,6мм, тогда

К₀ = 2,7-10*(6,5/140)=2,24МПа.

Принимаем согласно /1/  для простой открытой передачи при угле наклона передачи к горизонту γ = 80…90° С₀  = 0,9; С₂ = 1; С₃ = 0,7, тогда

[K] = 2,24*0,9*0,988*1*0,7=1,39МПа.

Окружное усилие на ведущем шкиве Р, (кН), определяется по формуле

                                               Р= N₁ /V,                                                   (2.15)

где -  N₁ – передаваемая мощность, кВт, тогда

Р=2,2/10,44=0,21кН,

тогда согласно (2.10)

F³(0,21/1,39)*10⁴=1510,79мм²

F=b*δ;

b=F/δ, тогда

b=1510,79/6,5=232,43мм.

Округляя полученное значение толщины δ и ширины b ремня до стандартных величин, принимаем δ=8,5мм, b=250мм.

Таким образом, при подобных размерах для данной ременной передачи необходимо принять один ремень.