Рассчитанное значение D₂ округляем по стандартному ряду диаметров шкивов.

Уточняем передаточное число:

Уточняем частоту вращения ведомого вала:

n₂n₁/u (1-)

Расхождение с заданным допускается до 3%.

Определяем скорость ремня:

 м/сек

Если V получится меньше 10 м/с, то рекомендуется увеличить диаметры шкивов; при техническом обосновании допустима и меньшая скорость.

Окружное усилие (H):

, где N - мощность Вт, V-м/сек

Определяем межосевое расстояние a:

Угол обхвата на малом шкиве:

Он должен быть  150 ⁰.

Допускаемое полезное напряжение (удельное окружное усилие на единицу площади поперечного сечения ремня):

k₀C₀C_aC_p

Значения k₀ относящиеся к горизонтальным передачам, при D₁=D₂ (соответствует углам обхвата a=180⁰) при напряжении от предварительного натяжения s₀=1.8 Н/мм² и скорости V=10 м/с даны в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Значение k₀ при V = 10 м/с, a = 180 ⁰ и s₀ = 1.8 Н/мм²

Коэффициент C₀ учитывает расположение передачи. Для горизонтальных и наклонных до 60⁰ передач C₀ =1, при наклоне свыше 60⁰ до 80⁰ C₀ =0.9, свыше 80⁰ до 90⁰ C₀ =0.8.

Коэффициент C_a учитывает влияние угла обхвата определяется по формуле:

Коэффициент, учитывающий влияние скорости:

Коэффициент C_P учитывает условия эксплуатации передачи: при спокойной работе с кратковременными пусковыми нагрузками не свыше 120% от номинальной, C_P =1;

при умеренных колебаниях нагрузки и пусковой нагрузке до 150%, C_P = =0.9;

при значительных колебаниях нагрузки и при пусковой нагрузке до 200%, C_P =0.8;

при ударных нагрузках и пусковой нагрузке до 300%, C_P =0.7.

При двухсменной работе значения C_P брать на 0.1 меньше, при трёхсменной на 0.2 меньше.

Определяем площадь поперечного сечения ремня:

,

где b - ширина ремня мм, d - толщина ремня мм.

Из условия:

 или ,

определяем необходимую толщину ремня d. По таблицам 1.1., 1.2., 1.3. уточняем толщину ремня. Следует учесть, что с уменьшением толщины ремня его долговечность увеличивается.

По формуле:

определяем b, выбираем по таблицам 1.1., 1.2., 1.3. ближайшее стандартное значение.

Примечание: некоторые уменьшение площади поперечного сечения ремня по сравнению с полученным по расчёту допустимо, т.к. при уменьшении отношения d /D₁ значение k₀ возрастает.

Расчётная длина ремня (без учёта припуска на соединения концов):

 мм

Число пробегов ремня в секунду:

 (с ^-1)

L в метрах (допускается для плоских ремней до 20 (1/с)).

Определяем силы, действующие в ремённой передаче.

Предварительное натяжение каждой ветви, Н

Натяжение ведущей ветви, в Н

Натяжение ведомой ветви, в Н

Проверяем окружное усилие:

Давление на вал, в Н

Максимальное начальное натяжение (с учётом последующего ослабления) принимаем в 1.5 раза больше.

1.3 Шкивы плоскоремённых передач.

Материал для шкивов (при скорости ремня до 30 м/с) - чугун марки не ниже СЧ 15 - 32. При большой скорости - до 45 м/с - шкивы отливают из стали не ниже 25Л.

Ширину В обода шкива определяют в зависимости от ширины ремня b (табл. 1.6).

Для предохранения от бокового скольжения ремня обод большого шкива выполняют выпуклым, стрелу выпуклости определяют по табл. 1.7.

Рабочая поверхность обода должна иметь шероховатость

.

Толщина обода у края .

Если шкив выполняется без спиц с диском, то толщину диска принимают равной .

В конструкциях со спицами число их принимают в зависимости от диаметра: при D£ 500 мм число спиц z = 4; при D свыше 500 до 1000 мм z = 6. Для широких шкивов при B> 300 мм число спиц удваивают и располагают их в два ряда. С внутренней стороны обода для плавного перехода спиц делают кольцевой выступ (рифт) высотой e = s + 0.002B.

Спицы эллиптического сечения рассчитывают условно на изгиб от окружного усилия Р, принимая во внимание одну треть их числа.

Таблица 1.6 Ширина обода шкива

Таблица 1.7 Стрела выпуклости у

Расчётное сечение рассматривают условно в диаметральной плоскости, проходящей через ось шкива перпендикулярно оси спицы; отношение осей a:h=0.4; момент сопротивления одной спицы:

условие прочности:

Для чугунных шкивов среднее значение . Размеры осей эллипса в сечении спицы у обода уменьшают на 20%.

.3.8. Размеры ступицы шкива принимают в зависимости от диаметра вала: L » (1.5+2) d, но по возможности не больше В; d₁ » (1.8+2) d.

2. Клиноремённые передачи

Промышленность выпускает клиновые ремни трёх видов: нормального сечения, предназначенные для общего применения; допускаемая скорость до 30 м/с; узкие - для скорости - до 40 м/с; широкие - для бесступенчатых передач (вариаторов). Стандартные длины L клиновых ремней, мм:

; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10000; 11200; 12500; 14000; 16000; 18000.

Стандартные диаметры шкивов D, мм:

; 71; 80; 90; 100; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1400; 1600; 1800; 2000.

2.1 Расчёт клиноремённой передачи

Расчёт производят по следующим исходным данным: 1. Мощность на ведущем валу. 2. Частота вращения ведущего вала. 3. Частота вращения ведомого вала. 4. Передаточное число ремённой передачи. 5. Вращающий момент ведущего вала.

По номинальному моменту ведущего вала в таблице 2.1. выбирают сечение ремня с площадью поперечного сечения ремня F и диаметром ведущего шкива D_min. В табл. 2.1. указано минимальное значение D₁. Однако для обеспечения большей долговечности ремня рекомендуется не ориентироваться на D_min, а брать шкив на 1 - 2 номера больше.

Определяем (если не задано) передаточное число U без учёта скольжения:

Находим диаметр D₂ ведомого шкива, с учётом относительного скольжения e (табл. 2.2.):

Выбираем ближайшее стандартное значение D₂.

Уточняем передаточное число U с учётом e:

Пересчитываем:

Таблица 2.1. Клиновые ремни (по ГОСТ 1284 - 68)

Таблица 2.2. Относительное скольжение ремня

Определяем межосевое расстояние a: его выбираем в интервале:

Принимаем близкое к среднему значению.

Расчётная длинна ремня определяется по формуле:

Выбираем ближайшую по стандартному ряду длину ремня.

Вычисляем среднее значение диаметра шкива:

Определяем новое значение a с учётом стандартной длинны L по формуле:

Примечание: при монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения a на 0.001L для того, чтобы облегчить надевание ремней на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения a на 0.025L.

Угол обхвата меньшего шкива, в градусах:

Окружная скорость, м/с:

D₁n₁/60000

По табл. 2.3 находим методом интерполяции величину окружного усилия Р₀, передаваемого одним клиновым ремнём при u=1, и длине L₀.

Допускаемое окружное усилие на один ремень

,

где коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата:

коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:

- коэффициент режима работы С_р, табл. 2.4.

Определяем окружное усилие, передаваемое ременной передачей Н:

, где N - Вт, V-м/сек

Расчётное число ремней

Определяем усилия в ремённой передачи, приняв напряжения от предварительного натяжения s = 1.6 Н/мм²

Предварительное натяжение каждой ветви ремня Н:

 F - площадь сечения ремня

рабочее натяжение ведущей ветви

то же ведомой ветви

усилие на валы в Н:

Таблица 2.3 Окружное усилие р₀, передаваемое одним клиновым ремнём при u=1, длине L₀ и спокойной работе

Таблица 2.4. Коэффициент динамичности режима работы С_р

2.2 Шкивы клиноремённых передач

Материал шкивов - чугун СЧ 15 - 32, сталь 25Л.

Шероховатость рабочих поверхностей R_z £ 2.5 мкм.

Стандартные диаметры шкивов, профили канавок для ремней нормального сечения и их размеры приведены в разделе 2.

Шкивы выполняют дисковыми, если их расчётный диаметр не превышает следующих значений, мм:

Шкивы большего диаметра, а также шкивы для ремней Д и Е выполняют со спицами.

Канавки шкивов для клиновых ремней нормального сечения представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5 Канавки шкивов для клиновых ремней нормального сечения. Размеры, мм

Таблица 3.1. Поликлиновые ремни. Размеры, мм

3. Поликлиновые ремни

По сравнению с клиновыми поликлиновые ремни более гибки, поэтому для них можно применять шкивы меньшего диаметра, следовательно, габариты передачи уменьшаются; нагрузка по ширине ремня распределяется равномерно, тогда как в передачах с клиновыми ремнями необходимо тщательно подбирать ремни по длине для обеспечения одинакового натяжения.

3.1 Расчёт поликлиновой передачи

Выбрать поперечное сечение поликлинового ремня, в зависимости от момента ведущего вала по табл. 3.1.

Определяем диаметр меньшего шкива, при вращающем моменте на ведущем валу M₁ £ 250 Н×м

при М₁=260 ¸900 Н×м, , здесь D₁ в мм.

Полученный результат округляют по стандарту (см. раздел 2).

Находят D₂, округляют его также, уточняют передаточное отношение (с учётом относительного скольжения e) и частоту вращения ведомого шкива.

Межосевое расстояние a принимают в зависимости от u и отношения ;

Определяют расчётную длину L ремня, округляют до стандартного значения.

Пересчитать межосевое расстояние по формуле:

Требуемое число рёбер поликлинового ремня:

где

Здесь Р₁₀ - окружное усилие, передаваемое поликлиновым ремнём с 10 рёбрами при i = 1, a₁ = 180 ⁰, длине L₀ и спокойной работе в одну смену. Значение Р₁₀ приведены в таблице (3.2). Коэф. С_a, учитывающий влияние угла обхвата, определяют по формуле: .

Коэф. С_L, учитывающий длину ремня определяют в зависимости от отношения L/L₀, где L₀ - эталонная длина, указана в табл. 3.2:

Коэф. режима работы С_Р принимают таким же, как и для плоскоремённой передачи (см. раздел 1).

Поправка  учитывает уменьшение напряжения изгиба ремня на большом шкиве по сравнению с тем, которая возникает при изгибе на малом шкиве: здесь DР₁ в Н; D₁ в м; DM₁ в Н×м (табл. 3.3).

Если число рёбер получается больше рекомендуемого (см. прим. 3 к табл. 3.1), то следует увеличить диаметры шкивов, повысив тем самым окружную скорость и соответственно снизив расчётное окружное усилие.

Дальнейший расчёт выполняют так же, как и для клиноремённой передачи.

Таблица 3.2. Значение Р₁₀ для поликлиновых ремней с 10 рёбрами при u = 1, a = 180 ⁰, длине L₀ и спокойной работе в одну смену

Таблица 3.3. Значения DМ₁, Н×м, для поликлиновых ремней

Список литературы

1. Иванов М.Н. «Детали машин»: Учебник для студентов высших технических учебных заведений. - 5-е изд. Переработанное. - М. Высш. школа. 1991. - 383 ст.

. Решетев Д.Н. «Детали машин»: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. - 4-е изд. Переработанное и дополн. - М. Машиностроение. 1989 - 436 с.

. Чернавский, Ицкович и др.: «Курсовое проектирование деталей машин».