Проверка статической прочности цепи 1 страница

Усталостная прочность пластин цепи не обеспечена.

Принимаем решение увеличить шаг цепи и выбираем цепь 2 ПР – 25,4 – 11340.

Тогда

.

.

.

.

.

Из табл.59 выбирается:

Тогда

.

.

.

.

где (см. табл.55 для двухрядной цепи).

15,7 МПа < 184,4 МПа – износостойкость шарнира цепи обеспечена.

15,7<17,4 МПа – усталостная прочность пластин цепи обеспечена.

1 Сила удара шарнира цепи о зуб звездочки

при .

2 Из табл.59 выбираем стандартную статическую разрушающую нагрузку: .

3 Расчетный коэффициент безопасности

где (из рекомендаций).

.

8,7>8 – статическая прочность цепи обеспечена.

5 Ременные передачи

Ременная передача (рис. 16) относится к передачам трением с гибкой связью и может применяться для передачи движения между валами, находящимися на значительном расстоянии один от другого. Для нормальной работы передачи необходимо предварительное натяжение ремня, обеспечивающее возникновение сил трения на участках контакта (ремень-шкив).

Рисунок 16 - Схема передачи

По форме сечения ремня ременные передачи бывают: плоскоременные (рис.17, а), клиноременные (рис.17, б), с поликлиновыми ремнями (рис.17, в), с зубчатыми ремнями (рис.17, г).

а

б

в г

Рисунок 17 - Типы ремней

5.1 Плоскоременная передача

5.1.1 Краткие сведения о передаче и ее элементах

При двух валах одностороннего вращения плоскоременную передачу выполняют либо открытой (с «открытым» контуром ремня), либо с натяжным роликом. В первом случае предварительное натяжение может создаваться за счет упругости ремня укорачиванием его при сшивке, передвижением одного из шкивов, автоматически (грузом, пружиной и т.п.), во втором – воздействием на ремень прижимного ролика, который размещается всегда на ведомой ветви. Передача с натяжным роликом не реверсивна.

Для обыкновенной плоскоременной передачи применяют ремни, сшитые из поставляемых промышленностью ремней конечной длины (табл. 66, 67).

Основные виды плоских ремней. Резинотканевые (ГОСТ 23831-79) бывают трех типов: А – нарезной с резиновыми прослойками между прокладками и защищенными кромками (наиболее широко применяемый); Б – послойно завернутый и В – спирально завернутый (применяются реже, имеют повышенную износостойкость кромок). Основу ремня составляют хлопчатобумажный бельтинг и уточная шнуровая ткань. Ремни могут быть с резиновыми прослойками и без них, с резиновыми обкладками и без них. Тканевая основа может иметь от 2 до 9 слоев. Прорезиненные ремни разрушаются минеральными маслами, требуют шкивов повышенного диаметра.

Таблица 66 – Некоторые сведения о плоских ремнях, используемые в расчетах

Материал ремня	Число слоёв (прокладок)	Толщина ремня, мм	Минимальный диаметр, мм	Ширина ремня, мм
рекомендуемый	допустимый
Кожаный	Одинарный		3,0…3,5			10, 16, 20, 25
3,5…4,0			32, 40, 50
4,0…4,5			63, 71
4,5…5,0			80, 90, 100, 112
5,0…5,5			125, 140
5,5…6,0			160, 180, 200, 224, 250…560
Двойной		7,5…8,0			80, 90, 100, 112
9,0…9,5			125, 140
9,5…10,0			160, 180, 200, 224, 250…560
Текстильный	Хлопчатобумажный		4,5			30, 40, 50, 60, 75, 90, 100
	6,5			50, 60, 75, 90, 100, 125, 150
	8,5			100, 125, 150, 175, 200, 250
Шерстяной					50, 60, 75, 90
				100, 115, 125, 150, 175
				200, 225, 250, 350, 400, 450, 500

Продолжение таблицы 66

Прорезиненный	2, 3, 4, 5	Таблица 67	10, 16, 20, 25
3, 4, 5	50, (60), 63, (70), 71, (75)
3, 4, 5, 6	80, (85), 90, 100, 112
4, 5, 6	(115), 125, 160, 180, 200, 224, 250
4, 5, 6, 7, 8	280, (300), 355
5, 6, 7, 8	400, 455
5, 6, 7, 8, 9	500, (550), 560

Примечание. Ширину, указанную в скобках, при новом проектировании не применять.

Таблица 67 - Параметры плоских ремней

Число прокладок	Толщина ремня, мм	Минимальный диаметр, мм
Бельтинг Б-820	Бельтинг БКНЛ-65	рекомендуемый	допустимый
Без прослоек	С прослойками
	2,5		–
	3,75	4,5	3,6
			4,8
	6,25	7,5	6,0
	7,5		7,2
	8,75	10,5	8,4
			9,6
	11,25	13,6	10,8

Текстильные бывают двух типов: хлопчатобумажный цельнотканевый (ГОСТ18679-73) и шерстяной (ОСТ НКТП 3157). И те и другие ремни тканые, пропитанные специальными пропитками, многослойные с числом слоев (прокладок) от 3 до 8. Шерстяные много дороже хлопчатобумажных и применяются для передач, работающих в особых условиях (пары щелочей, бензина, значительная запыленность). Текстильные ремни непригодны для работы в условиях повышенной влажности.

Кожаный (ГОСТ 18679-73) бывает одинарным (однослойным) и двойным (двухслойным). Обладает наилучшей тяговой способностью, выдерживает большие перегрузки, требует малых диаметров шкивов, однако непригоден для работы в условиях едких паров и агрессивных газов.

Ремни из синтетических материалов являются наиболее перспективными. Они имеют высокую статическую прочность и долговечность. Армированные пленочные многослойные ремни на основе синтетических полиамидных материалов могут работать при скоростях до 80 м/с и передавать мощность до 3000 кВт. Для повышения тяговой способности синтетических ремней используют специальные фрикционные покрытия их рабочей поверхности.

Шкивы для обыкновенных плоскоременных передач чаще всего выполняют литыми тонкостенными из чугуна СЧ15-32. До диаметра шкива 300..400 мм обод со ступицей соединяют плоским или коническим диском с облегчающими отверстиями, при больших диаметрах – одним или двумя рядами спиц эллиптической в сечении формы.

Основными размерами шкива являются: диаметр , ширина обода и стрела выпуклости . Рекомендуется назначать больший диаметр ступицы равным , а длину - , где - диаметр вала. Шкивы должны статически балансироваться.

5.1.2 Рекомендуемый порядок расчета передачи

Для проектирования передачи должны быть заданы: наибольшая длительно передаваемая мощность на ведущем шкиве и момент , частота вращения ведущего шкива , передаточное число , род передачи и способ ее натяжения, режим эксплуатации.

Цель расчета - при выбранном виде (типе) ремня определить:

размеры ремня

размеры шкивов

силы, действующие на валы передачи.

Порядок расчета

1 Выбрать вид (тип, материал) ремня, согласуясь с условиями эксплуатации передачи; способ натяжения. Выбрать параметры ремня: (см. табл. 66, 67, 70). При этом иметь в виду, что наибольшее распространение получили резинотканевые ремни (ГОСТ 23831-79).

2 Рассчитать ориентировочный диаметр меньшего шкива по эмпирической формуле

. (86)

Назначить стандартный диаметр (табл.68).

Таблица 68 – Основные размеры шкивов для плоских приводных ремней

Диаметр шкива, мм	Стрела выпуклости, мм	Ширина обода, мм	Ширина ремня, мм	Диаметр шкива, мм	Стрела выпуклости, мм	Ширина обода, мм	Ширина ремня, мм
	0,3	16…80	10…71		0,8	32…280	25…250
	16…80	10…71		1,0	40…315	32…280
	16…90	10…80		40…355	32…315
	16…100	10…90		При Вш ≤ 125 мм – 1,0. При Вш= 140мм и более–1,53	50…400	40…355
	16…112	10…100		50…450	40…400
	0,4	16…125	10…112		63…500	50…50
	16…140	10…125		63…560	50…500
	0,5	20…160	16…140		71…630	63…560
	20…180	16…160		80…630	71…560
	0,6	25…200	20…180		90…630	80…560
	29…224	20…200		100…630	90…560
	0,8	32…250	25…224		112…630	100…560

Примечания:

1 Размер ширины обода в указанных пределах брать из ряда: 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 225, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500, 560, 630.

2 Ширина ремня в указанных пределах предполагается выбранной из ряда: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 224, 250, 312, 335, 400, 450, 500.

3 Выполнить проверку:

30…40 – для резинотканевых ремней;

25…30 – для хлопчатобумажных ремней;

25…35 – для кожаных ремней;

70…80 – для пленочных ремней из специальных синтетических материалов.

Если условие не выполняется, следует назначить другой диаметр .

4 Рассчитать диаметр большего шкива:

, (87)

где - коэффициент упругого скольжения, выбирается из табл. 69.

Таблица 69 – Основные характеристики передачи

Вид передачи
Открытая	До 6		0,96	0,01…0,02
С натяжным роликом	До 10		0,95	0,01...0,015

Полученное значение округлить до ближайшего стандартного размера (см. табл. 68).

5 Рассчитать фактическое передаточное число передачи:

. (88)

Для ременных передач допускается отклонение фактического передаточного числа от номинального до 4%.

6 Назначить ориентировочное межосевое расстояние передачи (см. табл. 69).

7 Рассчитать ориентировочную длину ремня:

. (89)

Поскольку плоские ремни выпускаются промышленностью отрезками конечной длины, не существует стандартного ряда длин плоских ремней и .

8 Проверка. Следует иметь в виду, что назначенное межосевое расстояние и длина ремня должны удовлетворять следующим условиям.

Угол охвата ремнем меньшего шкива:

. (90)

Число пробегов ремня по контуру в единицу времени

, (91)

где - окружная скорость шкивов (приближенно скорость ремня). Согласно табл.69 для открытой передачи .

При выполнении условий (90), (91) окончательно принимаем межосевое расстояние .

При не выполнении условий (90), (91) следует увеличить межосевое расстояние .

9 Рассчитать допускаемое удельное окружное усилие:

, (92)

где – допускаемое окружное усилие, передаваемое единицей ширины ремня в горизонтальной передаче при угле охвата , скорости , спокойной работе и нормальных условиях окружающей среды; найденные экспериментально значения , обеспечивающие оптимальные условия эксплуатации передачи (высокий КПД, незначительное скольжение), приведены в табл. 70, 71; рекомендации по назначению напряжений от предварительного натяжения и удельных усилий от предварительного натяжения дает табл. 72;

– коэффициент, учитывающий наклон открытой передачи к горизонту, выбирается из табл. 73; для передачи с натяжным роликом и открытой передачи с автоматическим натяжением ;

– коэффициент угла охвата ремнем меньшего шкива. Вычисляется по формуле

. (93)

Таблица 70 – Расчетные параметры для резинотканевых ремней из бельтинга БКНЛ-65 и Б-820

Число прокладок ремня	Толщина ремня , мм	Стандартная ширина , мм	Диаметр меньшего шкива , мм	Удельное окружное усилие , при натяжении
	2,25	2,5
		20, 25, 30, 40, 45		5,0	5,4	5,8
	5,2	5,6	6,0
	5,3	5,7	6,1
	4,5	20, 25, 30, 40, 45, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 125, 150, 200, 250		7,1	8,3	8,8
	7,3	8,5	9,1
	7,5	8,7	9,3
			10,2	11,1	12,0
	10,5	11,4	12,3
	10,7	11,6	12,5
	7,5		12,7	14,0	15,1
	13,0	14,4	15,5
	13,2	14,6	15,8

Таблица 71 – Удельное окружное усилие

Число слоев	Толщина , мм	Диаметр меньшего шкива , мм	Удельное окружное усилие , при напряжении
1,6	1,8	2,0	2,4
Кожаные ремни
		≥ 125	4,9 5,5 6,0	5,4 6,1 6,5	5,7 6,4 7,0	6,6 7,4 8,1
3,5	≥ 160	6,1 6,7 7,2	6,5 7,3 7,9	7,2 7,9 8,6	7,6 8,6 9,5
4,0	≥ 200	7,4 7,9 8,4	7,9 8,7 9,3	8,3 9,2 9,9	9,2 10,3 11,1
4,5	≥ 224	8,0 8,9 9,5	8,8 9,7 10,4	9,3 10,4 11,1	10,3 11,6 12,5
	≥ 250	9,0 9,9 10,5	9,9 10,9 11,6	10,5 11,6 12,4	11,7 12,9 13,9
5,5	≥ 280	10,1 11,0 11,7	11,0 12,0 12,8	11,7 12,8 13,7	13,0 14,3 15,4

Продолжение таблицы 71

Текстильные хлопчатобумажные ремни
	4,5	≥ 180	6,2 6,8 7,2	6,7 7,3 7,8	7,1 7,8 8,3	7,7 8,4 9,1
	6,5	≥ 280	9,3 10,1 10,5	10,1 10,8 11,3	10,7 11,5 12,1	11,6 12,6 13,3
	8,5	≥ 450	12,9 13,7 14,1	13,9 14,8 15,4	14,9 15,8 16,5	16,2 17,4 18,2
Текстильные шерстяные ремни
		≥ 250	7,1 7,7 8,1	7,6 8,2 8,7	7,8 8,6 9,2	7,9 8,8 9,5
		≥ 450	10,4 11,4 12,1	12,1 13,0 13,6	12,6 13,7 14,4	12,8 14,0 14,9
		≥ 630	14,4 15,2 15,8	15,3 16,3 17,0	16,3 17,3 18,1	16,8 17,8 18,7

Таблица 72 – Рекомендуемые значения и

Передача
Открытая	Натяжение за счет упругости ремня и угол наклона линии центров шкивов к горизонту ˚	1,6
Натяжение за счет упругости ремня и угол наклона линии центров шкивов к горизонту ˚; натяжение перемещением одного из валов	1,8	2,25
Натяжение автоматическое	2,0	2,5
С натяжным роликом

Таблица 73 – Коэффициент угла наклона линии центров передачи к горизонту

Угол наклона передачи к горизонту	0°…60°	60°…80°	80°…90°
	1,0	0,9	0,8

– коэффициент скорости, вычисляется по формуле

; (94)

для передачи с натяжным роликом и открытой с автоматическим натяжением ;

– коэффициент режима работы, выбирается по табл.74.

Таблица 74 – Значение коэффициента режима работы Cp
Продолжение таблицы 74

10 Рассчитать потребную ширину ремня по формуле

, (95)

где – окружная (полезная) сила,

. (96)

Рассчитанное значение округлить в большую сторону до стандартного размера (см. табл.66, 70).

Примечание. Если из габаритных соображений приходится назначать межосевое расстояние меньше удовлетворяющего условию (91), следует увеличить расчетную ширину ремня, согласуясь с рекомендациями табл. 75.

Таблица 75 - Рекомендации по увеличению

	0,6	0,7	0,8	0,9
Процент увеличения ширины ремня

11 Рассчитать площадь поперечного сечения ремня:

Дата добавления: 2015-04-24