Ременные передачи

Ременные передачи

16

1. Исходные данные для расчетов

Общие параметры при расчетах

1) Общая расчетная схема для всех типов передач приведена на рис. 1.1.

2) Согласно Pдв = Pnom, где Pдв - потребная мощность двигателя - и

n1= 950 мин- 1 принят электродвигатель АИР 112МА6У3 (Pдв = 3 кВт), у которого габарит d30 = 246 мм (рис. 1.1).

Диаметры шкивов по условиям компоновки должны быть:

d1 ? d30, d2 ? H (1.1)

3) По табл. П8 режим работы - тяжелый, коэффициент динамичности

нагрузки и режима работы Cp = 1,3.

4) Номинальный вращающий момент T1nom = 9550·2,9 / 950 = 29,2 H·м.

Расчетная передаваемая мощность P = PnomСp = 2,9·1,3 = 3,77 кВт. (1.2)

Расчетный передаваемый момент T1 = 9550·3,77 / 950 = 37,9 H·м. (1.3)

2. Расчет плоскоременной передачи

Последовательность и результаты расчета передач с синте-ическим и прорезиненным кордшнуровым ремнями оформлены в виде табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Формуляр расчета плоскоременных передач

4) Если в техническом задании на проект вид ремня задан, то следует, исходя из результатов расчета, отдать предпочтение вариантам:

а) синтетический ремень; d1 = 160 мм; d2 = 250 мм; ? = 5 с - 1; b = 60 мм;

Lp = 1600 мм;

б) прорезиненный кордшнуровой ремень d1 = 224 мм; d2 = 355 мм; ? = 5,57с - 1; b = 60 мм; Lp = 2000 мм.

5) Если вид плоского ремня не задан, то преимущество имеет синтетический ремень по п. 4а.

3. Расчет клиноременных передач

Для клинового ремня нормального сечения по величинам P = 3,77 кВт, T1 = 37,9 H·м, n1 = 950 мин -1, пользуясь рис. П1 и табл. П4, выбираем сечения А и В(Б). Назначаем класс ремня II.

Для узкого ремня (табл. П4) - сечение SPZ (УО), для поликлинового ремня (табл. П6) - сечение Л.

Размеры сечений кордшнуровых ремней даны в табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Размеры выбранных сечений ремней и параметры передач (см. рис. 1, ч.I)

Для тяжелого режима работы долговечность ремней в эксплуатации (табл. П3)

TP = TP(ср)К1К2, где К1 = 0,5 - коэффициент режима работы; К2 = 1 - коэффициент климатических условий; TP(ср) = 2500 ч (II класс) - ресурс ремней при среднем режиме и TP = 2500·0,5·1 = 1250 часов. Гарантированный ресурс изготовителя при этом - 300 ч.

При расчете на долговечность было принято: E = 100 МПа, m = 8, ?у = 9 МПа; Nоц = 2·10 6 - наработка клиновых ремней II класса с передачей мощности (табл. П3).

Общие расчетные параметры, независящие от вида ремня, представлены в табл. 3.2.

Продолжение расчета, специфического для ремней нормального сечения, - в табл. 3.3.

Анализ результатов расчета по табл. 3.3.

1) Для ремней класса II сечения А, начиная с d1 = 180 мм и выше (рис. П3)

Р0 не зависит от диаметра шкива и не влияет на количество ремней. То же для сечения В(Б), начиная с d1 = 280 мм и выше.

2) Отношение Lh / TP ? 1 показывает, что данные варианты параметров обеспечивают требуемую эксплутационную долговечность TP = 1250 часов.

Ремни сечения А удовлетворяют этому условию для всех выбранных d1, сечения В(Б) - только для d1 = 224 мм.

По условию долговечности для дальнейшего анализа оставляем ремни сечения А.

3) При d1 = 140 и 160 мм количество ремней сечения А одинаково

(К = 3), но долговечность при d1 = 160 мм (Lh = 5110 ч) в 2,38 раза выше, чем при d1 = 140 мм (при разности диаметров всего 20 мм). Во столько же раз уменьшается вероятность замены комплекта ремней в работе при d1 = 160 мм. При d1 = 200 мм (Lh = 5360 ч), долговечность увеличивается несущественно, но растут габариты передачи.

4) Исходя из анализа результатов расчета при соблюдении всех наложенных ограничений, окончательно выбираем передачу с параметрами:

РЕМЕНЬ А - 1600 II ГОСТ 1284.1 - 89; d1 = 160 мм, d2 = 250 мм, i = 1,58, v =

8 м/с, ? = 169,7 0, ? = 5 с -1, аnom = 476 мм, ? = 80 мм, К = 3, F0 = 119 H, Fвx = 644 H, Fвy = 300 H, Lh = 5110 ч, Lh / TP = 4,09.

Общие расчетные параметры передач с узкими и поликлино-выми ремнями приведены в табл. 3.1 и 3.2.

Продолжение специфики расчета этих передач оформлено в табл. 3.4.

Анализ результатов расчета по табл. 3.4.

Таблица 3.2 - Формуляр расчета общих параметров клиноременных передач

Таблица 3.3 - Продолжение расчета (табл. 3.2) передачи с клиновыми ремнями нормального сечения А и В(Б)

1) Для узких ремней SPZ(УО) рекомендуемые d1 ограничены (рис. П6) 180 мм. При увеличении диаметров свыше 180 мм передаваемая мощность одним ремнем P0 не изменяется. Поэтому в табл. 3.4 вариант с d1 = 224 мм для SPZ(УО) не рассматривается.

2) Количество К ремней SPZ(УО) при d1 = 140 и 160 мм равно 2. При d1 = 200 мм К = 1, но ?max = 10,64 МПа превосходит предел выносливости ?у =

9 МПа, что по условиям работоспособности недопустимо.

3) Выбираем передачу с узкими ремнями SPZ (УО):

РЕМЕНЬ SPZ(УО) - 1600 ТУ 38-40534 - 75; К = 2, d1 = 160 мм, d2 = 250 мм,

i = 1,58, v = 8 м/c, ? = 169,7 0, ? = 5 с -1, аnom = 476 мм, ? = 96 мм, F0 = 179H, Fвx = 646 H, Fвy = 301 H, ?max = 7,9 МПа.

4) Передача с поликлиновым ремнем сечения Л может быть рекомен-дована лишь при d1 = 140 мм, где количество клиньев ремня К = 5, и при d1 = 160 мм К = 4. При других d1 расчетное К значительно меньше минимально допустимого значения [Kmin = 4].

5) Чтобы сохранить одинаковые кинематические и геометрические пара-метры всех клиноременных передач, для поликлиновой передачи принимаем

РЕМЕНЬ Л - 1600 ТУ 38-105763-84 с числом клиньев К = 4, b = 19,2 мм, d1 = 160 мм, d2 = 250 мм, v = 8 м/с, ? = 5 с -1, F0 = 359 H, Fвx = 648 H, Fвy = 302 H.

Сравнение передач с клиновыми ремнями

При общих геометрических (d1, d2, ?, LP, а) и кинематических (i, v, ?) параметрах для варианта при d1 = 160 мм имеем:

1) Количество ремней SPZ(УО) меньше, чем А, меньше ширина шкивов, но ?max в них выше, что сказывается на долговечности.

2) При К = 3 ремни сечения А обеспечивают долговечность в 4 раза больше требуемой эксплуатационной. Это значит, что при общей долговечности других передач привода (например, редуктора в 10000 часов), следует ожидать двухкратной смены комплекта из 3-х ремней нормального сечения А.

3) Силы Fвx, Fвy, действующие на валы, не зависят от типа ременной передачи и примерно равны.

4) При заданных исходных условиях на расчет передачи использование поликлиновых ремней нецелесообразно, так как их основное назначение - замена комплекта клиновых ремней при К ? 6…8, а в настоящем расчете К = 3 и 2.

5) Расчеты ременных передач показывают, что выбор d1 = dmin для данного сечения ремня не обеспечивает необходимой долговечности ремней.

Таблица 4.1 - Формуляр расчета зубчатоременной передачи

Для улучшения работоспособности ременной передачи следует увеличивать диаметры шкивов и, если позволяют условия компоновки, принимать

d1 ? (1,3…1,5) dmin.

4. Расчет зубчатоременной передачи

Предварительное значение модуля по формуле (1) m ? 35(2,9 / 950) 1/3 ? 5,08 мм. Для сравнительного расчета по табл. П7 принимаем m = 4; 5 и 7 мм.

Исходя из рекомендации (стр. 9 ч.I) для а использовать формулу (6) и учитывая ограничения (а = 500, d1 ? d30, d2 ? H) по условиям компоновки, для расчета принимаем те же диаметры, что и для клиноременной передачи (d1 = 140, 160, 200 и d2 = 224, 250, 315 мм). Зубья трапецеидального профиля.

Результаты расчета сведены в табл. 4.1.

На основании анализа результатов окончательно следует выбрать зубчатоременную передачу с минимальными размерами шкивов по условиям компоновки: d1 = 140 мм, d2 = 224 мм, i = 1,61, m = 5 мм, zp= 100, LP = 1571 мм, b = 25 мм, аnom = 498 мм, F0 = 0,41 H, Fвx = 598 H, Fвy = 275 H, ? = 4,43 < [?] = 30 с-1;

Ремень, например, из литьевой резины: РЕМЕНЬ ЛР 5-100-25 ОСТ 38-05114-76, ОСТ 38-05246-81.

Сравнивая результаты всех расчетов различных передач в примерах, можно сделать заключение, что зубчатоременная передача имеет наименьшие габариты и усилия в ремнях.