Методика расчета плоскоременных передач

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

И РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

“РАСЧЕТ РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ”

 

 

методические указания

для курсового проектирования и расчетно-графической работы

по дисциплине «Детали машин и основы

конструирования» для студентов всех специальностей очной и заочных форм обучения

 

Тюмень 2009

Утверждено редакционно-издательским советом ИТ

Тюменского государственного нефтегазового университета

 

СОСТАВИТЕЛИ: к.т.н., профессор В.Н. Кривохижа,

ассистент С.Ю. Михайлов.

 

 

© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2009 г.

Введение

Ременная передача (рис.1) состоит из ведущего и ведомого шкивов и надетого на них ремня. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вследствие его натяжения. Способы натяжения ремня: 1) предварительно упругое растяжение ремня; 2) перемещение одного из шкивов относительно другого; 3) натяжным роликом; 4) автоматическое регулирование натяжения в зависимости от передаваемой нагрузки.

 

Рис.1. Схема ременной передачи

 

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную (рис. 1,а), клиноременную (рис.1,б), и круглоременную (рис.1,в) передачи.

В современном машиностроении наибольшее применение имеют клиноременные передачи, увеличивается применение плоских ремней из синтетических материалов, обладающих высокой статической прочностью и долговечностью. Круглоременные передачи применяют при небольших мощностях, например, в приборах, настольных станках, машинах домашнего обихода и т.п.

 

Плоскоременная передача

 

Наиболее типичные схемы передач плоским ремнем представлены на рис. 2: а) открытая; б) перекрестная; в) полуперекрестная; г) угловая; д) регулируемая передача со ступенчатыми шкивами; е) передача с натяжным роликом.

а) б) в)

 

 

г) д)

е)

 

 

Рис.2. Схемы плоскоременных передач

 

Наибольшее распространение имеют открытые плоскоременные передачи. Плоские ремни бывают кожаные, шерстяные, хлопчатобумажные, резинотканевые и синтетические. Конструкция и материалы плоских ремней представлены на рис.3, 4, 5, 6. Основные размеры плоских ремней представлены в табл.1 - 4.

 

Рис.3 Конструкции резинотканевых плоских ремней: а) Нарезная (Тип А) с обкладками; б) Послойно завернутая (Тип Б) с обкладками (без обкладок); в) Спирально завернутая (Тип В) без обкладок; 1 – слои кордткани; 2 - обкладки

 

Рис.4 Конструкция кордошнуровых плоских ремней:

1 – кордошнуры; 2 – обкладки; 3 – резиновая масса

 

 

Рис.5 Конструкция капроновых плоских ремней с полиамидным покрытием: 1 – капроновая ткань с полиамидной пропиткой; 2 – пленка на основе полиамида с нитрильным каучуком; 3- наполнитель (резина)

 

 

Рис.6 Конструкция кордленточных полиамидных плоских ремней:

1 – кордлента; 2 – адгезионный слой; 3 – полиамидное защитное покрытие

 

Таблица 1

Ширина b и число несущих слоев i резинотканевых ремней

 

b, мм	20,25,30,40,50, 63,71	80,90,100, 112	125,160,180,200
i, шт	2…5	3…6	4…6

Таблица 2

Толщина h, число слоев i резинотканевых ремней и рекомендуемые диаметры шкивов

 

Число слоев i, шт	Бельтинг Б-800 и Б-820	БКНЛ-65 и БКНЛ-65-2
с обкладками	без обкладок	с обкладками	без обкладок
h, мм	, мм	h, мм	, мм	h, мм	, мм	h, мм	, мм
	3,0 4,5 6,0 7,5 9,0		2,5 3,75 5,0 6,25 7,5		- 3,6 4,8 6,0 7,2	-	- 3,0 4,0 5,0 6,0	-

 

Таблица 3

Основные размеры кордшнуровых ремней

Ширина b, мм	Толщина h, мм	Длина l, мм
	2,2 2,2 2,2 2.8	500, 550, 600, 700 750, 800, 850, 900, 1000 1050, 1100, 1150, 1200, 1250 1700, 1800, 2000, 2500, 3000

 

Таблица 4

Основные размеры синтетических ремней

Ширина b, мм	Толщина h, мм	Длина l, мм
	0,5 0,5 0,5 0,5   0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7	250, 260, 280, 300, 320, 340, 350, 380, 400, 420, 450, 480, 500, 530, 560, 600, 630, 670, 710, 750, 800, 850. 900, 950 1000, 1060, 1120, 1180, 1250, 1320,1400;   1500, 1600, 1700, 1800. 1900.2000 2120, 2240, 2360, 2500, 2650, 2800 3000, 3150, 3350; 1500, 1600, 1700, 1800. 1900.2000 2120, 2240, 2360, 2500, 2650, 2800 3000, 3150, 3350;

Методика расчета плоскоременных передач

1. Выбирают тип ремня.

2. Определяют минимальный диаметр ведущего шкива (мм) по формуле М.А. Саверина; (размерность )

 

(1)

 

и диаметры шкивов и принимают по табл. 5.

 

Таблица 5

Диаметры шкивов плоскоременных передач, мм

 

40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630…

 

3. Минимальное межосевое расстояние

 

(2)

 

4. Проверяют угол обхвата на малом шкиве

 

(3)

 

5. Определяют расчетную длину ремня

 

(4)

 

С учетом сшивки определяют фактическую длину ремня (L).

 

В большинстве случаев резинотканевые ремни выпускают в рулонах, поэтому для сшивки концов фактическую длину ремня увеличивают против расчетной на 100…400 мм.

 

6. Определяют окружную скорость ремня

 

. (5)

7. Проверяют частоту пробегов ремня

 

(6)

8. Находят окружную силу

 

(7)

 

9. Определяют полезное допускаемое напряжение проектируемой

передачи

 

(8)

 

где - допускаемые полезные напряжения для типовой передачи, значения которых при приведены в таблице 6:

 

Таблица 6

Значения допускаемых полезных напряжений при

 

Тип ремней
Прорезиненные	2,1	2,17	2,21	2,25	2,28	2,3	2,33	2,37	2,4
Кожаные Хлопчатобумажные шерстяные	1,7 1,5 1,2	1,9 1,6 1,3	2,04 1.67 1,37	2,15 1,72 1,47	2,23 1,77 1,47	2,3 1,8 1,6	2,4 1,85 1,55	2,5 1,9 1,6	2,6 1,95 1,65

 

- коэффициент угла обхвата малого шкива (табл.7).

 

Таблица 7

Значения коэффициента

	150 160 170 180 200 220
	0,91 0,94 0,97 1,0 1,1 1,2

 

- коэффициент влияния центробежных сил, зависящий от скорости ремня (табл. 8);

Таблица 8

Значения коэффициента

,	5 10 15 20 25 30
	1,03 1,00 0,95 0,88 0,79 0,68

 

- коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и наклон линии центров к горизонту (табл. 9);

 

Таблица 9

Значения коэффициента

Угол наклона линии центров передачи к горизонту
Передачи с автоматическим натяжением
Передачи с периодическим подтягиванием

 

- коэффициент режима нагрузки (табл.10).

 

Таблица 10

Значения коэффициента для односменной работы

 

Нагрузка	Спокойная	Умеренные колебания	Значительные колебания	Ударная и резко переменная
		0,9	0,8	0,7

 

Примечания. 1. Для приводов от электродвигателей с фазным ротором, от поршневых двигателей значения рекомендуется снизить на 0,1.

2. При работе в две смены значения рекомендуется снижать на 0,1, а при работе в три смены – на 0,2.

 

10. Определяют необходимую площадь поперечного сечения ремня

 

(9)

и выбираем толщину ремня с учетом стандартов на размеры ремня из рекомендуемого отношения . Например, для прорезиненных ремней

 

11.Определяют ширину ремня

 

. (10)

Принимают ближайшее большее значение ширины ремня из

стандартного ряда, мм: 20; 25; 32; 40; 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125 и т.д.

 

12. Находят ширину шкива

 

. (11)

 

Принимают ближайшее значение ширины шкива из стандартного ряда (мм): 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180 и т. д.

 

13. Вычисляют нагрузку на валы

 

(12)

 

где - предварительное натяжение каждой ветви ременной передачи.

 

Пример 1. Рассчитать основные параметры и размеры открытой плоскоременной горизонтальной передачи от электродвигателя к редуктору привода ленточного конвейера. Передаваемая мощность передачи , частота вращения ведущего вала , передаточное число u=2,5. Нагрузка с умеренными колебаниями, работа двухсменная.

 

1. Выбираем плоский приводной резинотканевый ремень Бельтинг Б-820 типа В.

2. Определяем минимальный диаметр малого шкива по формуле

М.А.Саверина, учитывая, что

 

Принимаем стандартное значение диаметра . Тогда

 

что соответствует стандарту.

 

3. Определяем минимальное межосевое расстояние

 

 

4.Проверяем угол обхвата на ведущем шкиве

 

 

5. Определяем расчетную длину ремня

 

 

С учетом сшивки ремня принимаем общую длину L=4100 мм.

 

6. Определяем окружную скорость ремня

 

;

 

 

что для резинотканевых ремней вполне приемлемо.

 

7. Проверяем частоту пробегов ремня

 

8. Находим окружную силу

 

 

9.Определим полезное допускаемое напряжение проектируемой

передачи

 

 

10. Определяем необходимую площадь поперечного сечения ремня

 

 

и выбираем толщину ремня с учетом стандартов на размеры ремня

из рекомендуемого отношения . Для резинотканевого ремня примем . Тогда толщина ремня должна быть не больше , а число прокладок толщиной 1,25 мм i по табл. 2 не больше 5.

Принимая во внимание, что с уменьшением толщины ремня его долговечность увеличивается, выбираем ремень с тремя прокладками

 

11.Определяем ширину ремня

 

 

Принимаем ближайшее большее значение ширины ремня из стандартного ряда

b=80 мм.

Фактическая площадь поперечного сечения ремня

, согласуется с площадью полученной по расчету.

 

12. Находим ширину шкива

 

 

Принимаем ближайшее значение из стандартного ряда В=100 мм.

 

13. Вычислим нагрузку на валы и опоры

 

Вывод: Рассчитаны геометрические и кинематические параметры плоскоременной передачи по критерию тяговой способности

 

Клиноременная передача

В этой передаче (рис.7) ремень имеет клиновую форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива.

Рис.7. Клиноременная передача

 

Рабочими являются боковые поверхности ремня. Все размеры определяющие форму шкива выбирают по соответствующим таблицам стандартов в зависимости от размеров поперечного сечения ремня, которые также стандартизованы.

Типичное сечение клинового ремня изображено на рис. 8.

Рис.8. Сечение клинового ремня: 1 – корд; 2- резина; 3 – тканевая обертка

Клиновые ремни изготовляют в виде замкнутой бесконечной ленты. Стандартами предусматривается изготовление (в порядке возрастания их размеров) шести нормальных сечений (Z (О), А, В (Б), С(В), Д(Г), Е(Д)) и четыре узких сечения клиновых ремней (SPZ (УО), SPA (УА), SPB (УБ), SPC (УВ)). Размеры и параметры поперечных сечений клиновых ремней представлены в табл. 11.

Таблица 11

Размеры и параметры клиновых ремней

Сечение ремня	,	Размеры сечения, мм	Площадь сечения ,	, мм
Z (0) А (А) В (Б) С (В) Д (Г) Е (Д)	30 15…60 50…150 120…600 450…2400 1600…6000		8,5
УО УА УБ УВ	< 150 90…400 300…2000 1500		8,5

По сравнению с плоскоременными, клиноременные передачи обладают большей тяговой способностью (примерно в три раза), имеют меньшее межосевое расстояние, допускают меньший угол обхвата малого шкива и большие передаточные числа (до10).