Конструирование ведомого шкива

Силы и напряжения в ветвях ремня

Окружная сила, передаваемая комплектом клиновых ремней F_t, Н:

.

Сила предварительного натяжения ремня F₀, Н:

Сила натяжения ведущей ветви F₁, Н:

.

Сила натяжения ведомой ветви F₂, Н:

.

Сила давления на вал F_рп, Н:

.

Напряжение в ведущей ветви s₁, МПа:

,

где S = 56 мм² – площадь поперечного сечения ремня.

Напряжение от центробежной силы s_v, МПа:

,

где r = 1250 кг/м³ – плотность материала ремня.

Напряжения изгиба s_и, МПа:

,

где Е = 60 МПа модуль продольной упругости материала ремня.

Максимальные напряжения в ремне s_max, МПа:

,

где [ s ] = 10 МПа – допускаемое напряжение растяжения.

Прочность ремня обеспечена.

Принимаем в качестве материала для изготовления ведомого шкива серый чугун марки СЧ 15.

Наружный диаметр шкива, мм:

,

где d_р = 140 мм – расчетный диаметр ведомого шкива.

Ширина шкива, мм:

Толщина обода для чугунных шкивов клиноремённых передач, мм:

.

Толщина диска, мм: .

Принимаем толщину диска С = 14 мм.

Для ведомого шкива определяем диаметр отверстия в ступице d по формуле: .

Принимаем диаметр отверстия в ступице d= 15 мм.

Диаметр ступицы, мм: .

Принимаем наружный диаметр ступицы d_ст= 25 мм.

Длина ступицы, мм: .

Принимаем длину ступицы l_ст= 28мм.

5.6. Расчёт и проектирование клиноремённой передачи с помощью системы КОМПАС-3D

Основные принципы построения модели шкива клиноремённой передачи аналогичны принципам построения моделей звёздочек и зубчатых колёс. После запуска приложения «КОМПАС SHAFT 2D» и выбора типа отрисовки модели этапы построения рационально выполнять в следующем порядке:

- если длина ступицы больше ширины шкива, то начинать построение необходимо с внешнего диаметра ступицы так же, как для звёздочки (смотри п. 2.6);

-

если длина ступицы равна ширине шкива, то построение модели шкива начинается сразу с построения рабочей части с клиновыми канавками.

Для построения рабочей части шкива с клиновыми канавками необходимо активировать курсором мыши в меню приложения «КОМПАС SHAFT 2D» значок «Элементы механических передач» и в появившемся меню выбрать «Шкив клиноремённой передачи» (рис. 5.4).

В появившемся на экране монитора меню программы «GEARS» необходимо активировать значок «Запуск расчёта» и выполнить проектный расчёт по имеющимся исходным данным. Пример заполнения таблицы с исходными данными приведён на рис. 5.5. После ввода исходных данных и выполнения проектного расчёта на экране появится меню в виде таблицы, в которой приведены удовлетворяющие исходным данным типы ремней, а также геометрические и кинематические параметры проектируемой передачи (рис. 5.6). Рекомендуется выбрать тип ремня такой же, как и выбранный ранее в п. 5.1.

После этого закончить расчёты и выбрать объект построения (в данной работе ведомый шкив) (рис. 5.7). Затем закончить расчёты и выйти в основное меню приложения «КОМПАС SHAFT 2D» для завершения построения модели.

Дальнейшие построения кольцевых пазов и внутреннего контура ступицы принципиально ничем не отличаются от построения модели цилиндрического зубчатого колеса. Законченный вид меню программы «КОМПАС SHAFT 2D» представлен на рис. 5.8.

Окончательный вид рабочего чертежа шкива клиноременной передачи представлен на рис. 5.9.

5.7. Расчёт и проектирование клиноремённой передачи с помощью системы APM WinMachine

В системе APM WinMachine для расчета и проектирования передач, в том числе и клиноременных, используется модуль APM Trans. Система позволяет произвести проектировочный расчет и проверку по моменту или ресурсу. Причем, помимо выполнения расчетов, системой предусмотрено одновременное построение чертежа шкива.

Для выполнения работы с помощью системы APM WinMachine необходимо запустить модуль APM Trans, откроется рабочий стол модуля (рис. 5.10). Для работы с модулем предусмотрены падающее, кнопочное и графическое меню. Для примера будем пользоваться падающим меню.

Рис. 5.10

В падающем меню необходимо нажать кнопку «Тип» для выбора типа передачи и типа расчета (сначала выбирается тип передачи рис. 5.11, рис. 5.12).

После выбора типа передачи и типа расчета производится ввод исходных данных. Соответствующее окно вызывается нажатием на кнопку «Данные» падающего меню (рис. 5.13).

Рис.5.12

Рис. 5.11

В открывшемся окне необходимо заполнить или выбрать все требуемые данные. Если известны межосевое расстояние, число ремней и угол наклона передачи, эти данные можно дополнительно ввести, нажав кнопку «Ещё» (рис. 5.14).

Рис. 5.14

Рис. 5.13

После введения всех данных нажимаем кнопку «ОК», окно с данными сворачивается, при этом кнопка «Расчет» становится активной. Нажимаем кнопку «Расчет», активной становится кнопка «Результаты».

Нажатие кнопки «Результаты» приводит к открытию соответствующего окна (рис. 5.15), в котором можно выбрать один из рассчитанных вариантов. В данной работе нас интересует построение чертежа шкива, поэтому нажимаем кнопку «Чертеж» (рис. 5.15).

Рис. 5.15

Во всплывшем окне (рис.5.16) выбираем, какой из шкивов, ведущий или ведомый необходимо начертить. Нажимаем кнопку «ОК», после чего всплывает окно «Черчение» (рис. 5.17).

Рис. 5.16

Рис. 5.17

После нажатия на кнопку «Данные» (рис. 5.18) имеется возможность заполнить основную надпись (рис. 5.19) (необходимо нажать кнопку «Штамп»), заполнить технические требования (необходимо нажать кнопку «Технические требования») и выбрать вариант исполнения шкива (необходимо нажать кнопку «Исполнение»).

Нажатие кнопки «Исполнение» позволяет последовательно выбрать тип ступицы (рис. 5.20), тип соединения ступицы с валом (рис. 5.21), размеры конструкции шкива (рис. 5.22). Параметры чертежа выбираются кнопкой «Параметры» падающего меню (рис. 5.17).

Рис. 5.18

Рис. 5.19

Рис. 5.20

Непосредственно генерация чертежа шкива осуществляется в модуле APM Graph. Система автоматически запускает данный модуль и генерирует в нем чертеж, после того как пользователь нажмет кнопку «Сохранить» в окне «Черчение» (рис. 5.17) и задаст имя файла шкива.

Рис. 5.21

Рис.5.22

Рабочий чертеж шкива, доработанный в модуле APM Graph, имеет вид аналогичный чертежу, построенному с помощью программы КОМПАС 3D (рис. 5.9).

5.8. Контрольные вопросы к расчётно-проектному заданию № 5

1. Какие геометрические параметры клиноремённой передачи являются стандартными?

2. Как обозначаются клиновые ремни?

3. Как определяется диаметр ведущего шкива клиноремённой передачи?

4. Как определить диаметр ведомого шкива?

5. Как влияет размер межосевого расстояния на работоспособность ремённой передачи.

6. Как определить минимально допустимое значение межосевого расстояния клиноремённой передачи?

7. Для чего производится предварительное натяжение ремня?

8. Как определить передаточное число ремённой передачи с учетом упругого скольжения ремня?

9. Как определить силы натяжения ветвей ремённой передачи?

10. От каких параметров зависит центробежная сила?

11. Как влияет центробежная сила на тяговую способность ремённой передачи?

12. Как определить силу давления на вал ремённой передачи?

13. Какие напряжения возникают в ремне при его работе?

14. Как влияет угол обхвата ремнём шкива на тяговую способность ремённой передачи?

15. Как определить число пробегов ремня?

16. Как влияет число пробегов на долговечность ремня?

17. Как определить необходимое число ремней клиноремённой передачи?

18. Почему ограничивают число ремней в клиноремённой передаче?

19. Почему канавки для клиновых ремней изготавливаются большей глубины, чем высота профиля ремня?

20. Какие материалы применяются для изготовления шкивов?

21. Как запустить процедуру построения модели шкива в «КОМПАС 3D»?

22. Как с помощью программы «КОМПАС 3D» построить модель шкива с длиной ступицы большей ширины обода шкива?

23. Как в «КОМПАС 3D» построить кольцевые пазы на диске шкива?

24. Как в системе APM WinMachine выбрать, какой из шкивов ведущий или ведомый необходимо начертить?

25. Как в системе APM WinMachine учесть известные данные передачи: межосевое расстояние, число ремней и угол наклона передачи?

6. Расчётно-проектное задание № 6

Проектный расчёт валов на прочность

Дата добавления: 2015-04-24