В ременных передачах нагрузки на валы определяются натяжением ветвей ремня (рис. 5). Для обеспечения тяговой способности шкивы устанавливают с предварительным натяжением ремня.
Рис. 5. Силы в ременной передаче:
Ft – окружное усилие; F 1 – натяжение
ведущей ветви; F 2– натяжение ведомой ветви
Окружное усилие в ременной передаче
= F 1 – F 2, Н,
где T 1 – момент на ведущем валу;
d 1 – диаметр ведущего вала.
Силы натяжения в ветвях ременной передачи:
в ведущей – , Н;
в ведомой – , Н.
F 0 – усилие, вызванное начальным напряжением s 0 в ременной передаче,
, Н,
где A =bd, мм2 – площадь поперечного сечения плоского ремня, b – ширина ремня, мм, d – толщина ремня, мм.
Для клиноременных передач А выбирается по табл. 6 в зависимости от сечения ремня.
Предварительное напряжение в ременных передачах:
– s 0 = 1,8 МПа, для плоских прорезиненных ремней;
– s 0 = 7,5 МПа, для плоских ремней из синтетических материалов;
– s 0 = 1,6 МПа, для клиновых ремней.
Параметры плоских ремней:
1) резинотканевых ГОСТ 2381-79.
– b – ширина, мм: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 335, 400, 450, 500, 560, 700, 750, 800, 900, 1000, 1100, 1200;
– d – толщина, мм: 3,9; 4,2; 4,5; 5,6; 6; 6,5; 7; 7,5; 7,8; 9;
2) кожаных ГОСТ 18697-73.
– b – ширина, мм: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 335, 400, 450, 500, 560;
– d – толщина, мм: 3; 3,5; 4,5; 5; 5,5;
3) хлопчатобумажных ГОСТ 6982-75.
– b – ширина, мм: 30, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250;
– d – толщина, мм: 4,5; 6,5; 8,5.
Сила давления на вал:
1) в ременных передачах с параллельными ветвями
=2 , Н.
2) в передачах с непараллельными ветвями
, Н,
где g – угол между ветвями ременной передачи.
Таблица 6
Основные размеры клиновых ремней
Тип | Обозначение сечения | Размеры сечения | A, мм2 | L, м | d 1min, мм | T 1, Н×м | |||
b | b пр | h | y o | ||||||
Нормального сечения | О | 8,5 | 2,1 | 0,4...2,5 | £30 | ||||
A | 2,8 | 0,56...4,0 | 15...60 | ||||||
Б | 10,5 | 0,8...6,3 | 50...150 | ||||||
В | 13,5 | 4,8 | 1,8...10 | 120...600 | |||||
Г | 6,9 | 3,15...15 | 450...2400 | ||||||
Д | 23,5 | 8,3 | 4,5...18 | 1600...6000 | |||||
Е | 6,3...18 | ³4000 | |||||||
Узкие | УО | 8,5 | 2,0 | 0,63…3,55 | £150 | ||||
УА | 2,8 | 0,8…4,5 | 90…140 | ||||||
УБ | 3,5 | 1,25…8,0 | 300…2000 | ||||||
УВ | 4,8 | 2,0…8,0 | ³1500 |
3) в клиноременных передачах
, Н,
где F 1 – сила натяжения ведущей ветви;
z – число ремней;
a 1 – угол обхвата ремнем ведущего шкива.
Напряжения в ременных передачах
Максимальное напряжение в ременной передаче (рис. 6)
[ s ] p, МПа.
Напряжения центробежных сил
s ц= rV 2·10–3, МПа,
где r – плотность материала ремня, МПа; V – скорость ремня, м/c;
r =1…1,2 – для плоских ремней; r =1,25…1,4 – для клиновых ремней.
Рис. 6. Напряжение в ременной передаче:
s ц – напряжение от центробежных сил;
s 1 – напряжение в ведущей ветви;
s 2 – напряжение в ведомой ветви; s и – напряжение изгиба
Напряжение ведущей ветви:
для передач с плоским ремнем – , МПа;
для передач с клиновым ремнем – , МПа.
Напряжение изгиба:
в плоскоременной передаче – s и= , МПа,
где d – толщина ремня, мм;
в клиноременной передаче – s и= , МПа,
где h – высота клинового ремня, мм; Eи = 80...100 – модуль упругости материала ремня.
Допускаемое напряжение растяжения ремней:
– для плоских прорезиненных ремней [ s ]p=7,5 МПа;
– для плоских хлопчатобумажных ремней [ s ]p=3 МПа;
– для клиновых ремней [ s ]p=9 МПа.
Цепные передачи
Цепные передачи (рис. 7) относятся к механическим передачам зацеплением с гибкой связью /3, 4, 6/.
Рис. 7. Схема цепной передачи
Достоинством цепных передач по сравнению с ременными, является отсутствие проскальзывания, и передача крутящего момента на значительные расстояния. Основной недостаток цепных передач – удлинение цепи из-за износа ее шарниров и применение натяжных устройств.
Расчет цепной передачи
Для расчета цепной передачи должны быть заданы: момент на валу ведущей звездочки и частота вращения этого вала , Н∙м, , об/мин.
Определить шаг зацепления цепи по формуле:
,
где Т 3– вращающий момент на ведущей звездочке, равной вращающемуся моменту на тихоходном валу, Н м;
КЭ – коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи (табл. 8): .
Шаг цепи принимают равным ближайшему наименьшему значению шага по табл.7.
Определить количество зубьев звездочек. Число зубьев ведущей звездочки Z1 желательно должно быть нечетное число
;
где – передаточное число цепной передачи.
Число зубьев ведомой звездочки
.
Допускаемое давление выбирается в зависимости от скорости цепи или от частоты вращения ведущей звездочки, приложение 10.
n м/с, 0,1 0,4 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
, Н/мм2 32 28 25 21 17 14 12 10
Таблица 7
Допускаемое давление в шарнирах цепи
Шаг цепи p, мм | Частота вращения ведущей звездочки n 1, мин–1 | |||||||
12,7; 15,875 | 31,5 | 28,5 | 22,5 | 18,5 | ||||
19,05; 25,4 | 23,5 | 17,5 | ||||||
31,75; 38,1 | 18,5 | 16,5 | – | |||||
44,45; 50,8 | 17,5 | – | – | – |
Таблица 8
Значение коэффициентов в зависимости от условий работы
Условия работы передачи | Коэффициент | |||
обозначение | значение | |||
Динамичность нагрузки | Равномерная Переменная или толчкообразная | 1,2…1,5 | ||
Регулировка межосевого расстояния | Передвигающимися опорами Нажимными звездочками Нерегулируемые передачи | 0,8 1,25 | ||
Положение передачи | Наклон линии центров звездочек к горизонту, град | 1,15 1,05 | ||
1,25 | ||||
Способ смазывания | Непрерывный Капельный Периодический | 0,8 1,5 | ||
Режим работы | Односменный Двухсменный | 1,25 |
Межосевое расстояние рекомендуется выбирать в пределах 30 – 50 шагов: