Конструирование шкивов клиноременной передачи

Проверочный расчет

силы и напряжения в ветвях ремня.

Окружная сила, передаваемая комплектом клиновых ремней F_t, Н:

.

(5.12)

Сила предварительного натяжения одного ремня F₀, Н:

.

(5.13)

Сила натяжения ведущей ветви F₁, Н:

.

(5.14)

Сила натяжения ведомой ветви F₂, Н:

.

(5.15)

Сила давления на вал F_рп, Н:

.

(5.16)

Напряжение в ведущей ветви s₁, МПа:

,

(5.17)

где S – площадь поперечного сечения ремня, мм².

Напряжение от центробежной силы s_v, МПа:

,

(5.18)

где r = 1250…1300 кг/м³ – плотность материала ремня.

Напряжения изгиба s_и, МПа:

,

(5.19)

где Е = 60 … 90 МПа модуль продольной упругости материала ремня.

Максимальные напряжения в ремне s_max, МПа:

,

(5.20)

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

Если s_max ³ [ s ], то следует увеличить диаметр d₁ ведущего шкива или принять большее сечение ремня и повторить расчёт передачи.

Шкивы проектируемой клиноремённой передачи изготавливают из серого чугуна марок СЧ 15, СЧ 20. Конструктивно шкив состоит из обода, диска и ступицы.

Ободом называется наружная часть шкива, на которой устанавливают ремни. Обод шкива клиноременной передачи выполняется с канавками клиновой формы, в которых помещаются клиновые ремни (рис 5.2).

Наружный диаметр шкива, мм:

,

где d_р – расчетный диаметр шкива.

Ширина шкива, мм: .

Толщина обода для чугунных шкивов клиноремённых передач, мм:

.

Диск шкива соединяет обод со ступицей. Шкивы с диаметром d_р ≤ 350мм выполняют со сплошным диском или с диском, имеющим отверстия для уменьшения массы и удобства транспортировки.

Толщина диска, мм: .

Центральная часть шкива, насаживаемая на вал, называется ступицей.

Диаметр ступицы:

,

где d – диаметр отверстия.

Для ведущего шкива равен диаметру выходного участка вала электродвигателя d=d_эл.дв. Для ведомого шкива определить диаметр dможно по формуле:

.

Длина ступицы: .

У шкивов ременных передач длина ступицы l_ст может быть, как больше, так и меньше ширины шкива В. Но при использовании для разработки рабочего чертежа системы КОМПАС-3D и приложения КОМПАС SHAFT 2D выполнить, не разрушая модели, чертеж шкива с длиной ступицы меньшей ширины шкива невозможно. Поэтому в данной работе рекомендуется принять длину ступицы равной или большей ширины шкива (l_ст ³ В).

5.4. Разработка рабочего чертежа шкива клиноремённой передачи

На рабочем чертеже шкива размеры задают следующим образом (рис. 5.3):

- расчётный диаметр шкива d_р и внешний диаметр шкива d;

- размеры f и p, определяющие положение канавок шкива;

- угловой размер a, соответствующий расчётному диаметру шкива и типу ремня (табл. 5.3);

- размер D₀ – внутренний диаметр обода;

- размер С, полученный при отливке;

- размер S, координирующий расположение диска шкива относительно обода;

- габаритный размер B;

- наружный d_ст и внутренний d диаметры ступицы, а также длину ступицы l_ст, если она отличается от габаритного размера;

- ширину b шпоночного паза и размер d + t₂, определяющий его глубину.

5.5. Пример выполнения расчётно-проектного задания № 5

Исходные данные Р₁=Р_дв= 1,9кВт, n₁= 2850 об/мин, число смен – 2; характер нагрузки – равномерная, передаточное число клиноремённой передачи и_рп= 1,95.

По мощности, передаваемой ведущим шкивом, и по его частоте вращения выбираем ремень узкого сечения УО по ТУ 38-40534-75.

Минимально допустимый диаметр ведущего шкива d_1min = 63 мм.

Принимаем расчётный диаметр ведущего шкива d₁= 71мм.

Определяем диаметр ведомого шкива d₂, мм:

,

где e = 0,01 – коэффициент упругого скольжения ремня.

Принимаем d₂ =140 мм.

Определяем фактическое передаточное отношение u_ф:

.

проверяем его отклонение D u от заданного u_рп:

.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние а, мм:

,

где h = 8 мм - высота сечения ремня.

Определяем расчетную длину ремня l, мм:

.

Принимаем ближайшее большее стандартное значение длины ремня l= 630 мм.

Уточняем межосевое расстояние а по стандартной длине ремня l:

Определяем угол обхвата ремнём малого шкива:

.

Определяем окружную скорость ремня v, м/с:

,

где [ v ] = 40 м/с – допускаемая скорость ремня для клиновых ремней узкого сечения.

Определяем частоту пробегов ремня U, с^-1:

,

где [ U ] = 30 с^-1 – допускаемая частота пробегов.

Определяем допускаемую мощность, передаваемую одним ремнём [ P ], кВт: ,

где [ P₀ ] = 2,01 кВт – допускаемая приведённая мощность, передаваемая одним клиновым ремнём.

С_р= 1,1– коэффициент, учитывающий характер нагрузки,

С_a = 0,93 – коэффициент угла обхвата,

С_l, = 0,85 – коэффициент, учитывающий влияние отношения расчётной длины к базовой,

C_z= 0,95 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями.

Определяем число ремней z: .

Принимаем z=2.

Дата добавления: 2015-04-24