Выполнить расчет клиноременной передачи, установленной в системе привода от двигателя к рабочему органу. Двигатель передает на ведущий вал мощность Р при частоте вращения n1, частота вращения ведомого вала равна n2. В расчете учесть характер нагрузки на передачу.
Исходные данные:
- мощность на ведущем валу Р1=10 кВт
- частота вращения ведущего вала n1=1450 об/мин
- частота вращения ведомого вала n2=410 об/мин
- срок службы ремня t=4000 часов.
Решение
Определим крутящий момент на ведущем валу:
Выбираем сечение ремня в зависимости от крутящего момента на ведущем валу. Выбираем ремень сечения Б (h = 10.5 мм, А = 138 мм2).
Для выбранного сечения ремня dmin=125 мм, поэтому для обеспечения прочности принимаем через один по ряду диаметр, так как при d=140 мм условие долговечности ремня не выполняется (было проверено)
d1= 160 мм.
Определяем диаметр ведомого шкива:
d2= d1·u·(1-ε),
где u – передаточное число ременной передачи, u = 3;
ε – коэффициент скольжения, ε = 0,01.
Получим
d2= 160·3.54·(1-0,01) = 560.7 мм.
По стандартному ряду принимаем значение d1= 560 мм
Определяем фактическое передаточное число и проверяем его отклонение от заданного:
;
= 3.54;
;
%.
Ориентировочная величина межосевого расстояния ,мм выбирается в интервале
,
,
,
Принимаем
Определим предварительную длину ремня
;
= 3170 мм,
По стандартному ряду принимаем L= 3150 мм.
Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине:
= 990 мм.
Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива:
;
= 157°
Определяем скорость ремня:
,
где [v] – допускаемая скорость, для клиновых ремней [v] = 25 м/с
= 12.14 м/с
Определяем частоту пробегов ремня:
;
= 3.85 с-1
Определим окружное усилие передачи
,
где Т1 - вращающий момент на ведущем валу, Нм,
d1 - диаметр ведущего шкива, м.
Допустимое окружное усилие на один ремень определяется с учетом поправочных коэффициентов, учитывающих влияние угла обхвата, длины ремня и режима работы передачи:
,
где - допустимое окружное усилие на один ремень, Н,
= 300 Н - номинальное окружное усилие на один ремень, определяется по таблице;
Ср – коэффициент динамичности нагрузки, Ср = 1.1 (умеренные колебания);
Сα – коэффициент угла обхвата;
Сl – коэффициент влияния расчетной длины ремня к базовой;
Получим
Определим число ремней
,
где z - расчетное число ремней,
Ft - окружное усилие передачи, Н,
- допускаемая на один ремень окружная сила, Н.
Получим
Определяем силу предварительного натяжения одного ремня:
где - сила предварительного натяжения одного ремня, Н,
А - площадь сечения одного ремня, мм2,
- допустимое напряжение предварительного натяжения ремней, = (1,5 2) МПа.
Рабочее натяжение ведущей и ведомой ветвей одного ремня равно: ,
Усилие, действующее на вал передачи
,
где - усилие на вал передачи
- угол обхвата ремнем ведущего шкива, град,
z - расчетное число ремней.
Проверяем прочность одного клинового ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви:
где – напряжения растяжения,
,
= 2.5 МПа;
– напряжения изгиба,
,
Еи= 90…120 МПа, = 5.9 МПа;
– напряжения от центробежных сил,
,
кг/м3– плотность материала ремня,
= 0,18 МПа;
– допускаемое напряжение растяжения, МПа.
Определяем долговечность работы ремней:
,
где Сi - коэффициент учитывающий величину передаточного отношения.
Сi = 1…1.5 при i =1….6.
Получим
Параметры клиноременной передачи:
Параметр Значение Параметр Значение
Тип ремня Б Диаметр ведущего
шкива d1, мм 160
Площадь сечения
ремня А, мм2 138 Диаметр ведомого
шкива d2, мм 560
Количество ремней z 3 Сила предварительного натяжения ремня F0, Н 207
Длина ремня L, мм 3150 Сила натяжения ведущей ветви ремня F1, Н 244
Межосевое
расстояние а, мм 975 Сила натяжения ведомой ветви ремня F2, Н 70
Угол обхвата ведущего шкива , град 157 Сила давления ремня на вал , Н 1217
Частота пробегов
ремня U, c-1 3.85 Максимальное
напряжение , Н/мм2 8.58
Срок службы ремня, час 4053
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
