2 Розрахунок передачі клиновим пасом

Початкові дані:

Типовий режим навантаження Легкий

Коефіцієнт перевантаження 𝜓 = 1,8

Тип електродвигуна 4А160S4

Ресурс привода, год. t_Ʃ, = 3780

Потужність на ведучому шківі, кВт Р₁ = 13,29

Обертовий момент на ведучому шківі, Нм Т₁ = 86,63

Кутова швидкість або частота обертів ведучого шківа с^-1 (n₁, хв.^-1) = 1465

Передаточне число U₁ = 2,5

Кут нахилу передачі до обрію, град. φ = 0

Коефіцієнт використання передачі впродовж доби К_Д = 0,45

2.1 Проектний розрахунок

В клинопасовій передачі обертовий момент передається за рахунок сил тертя між боковими поверхнями пасів трапецеїдального перерізу та клинових канавок шківа. Тому така передача в порівнянні з плоскопасовою має більшу тягову здатність завдяки більшій силі тертя при однаковому натяжінні паса. Внаслідок цього при рівному обертовому моменті вона потребує меншого натяжіння, менше тисне на вали та опори, допускає менші кути обхвату на шківах. Використання клипасових пасів забезпечує мінімальні габаритні розміри передачі.

В залежності від обертового моменту на валу двигуна Т₁ обираємо переріз пасу та мінімальний діаметр ведучого шківа. З довідників обираємо переріз нормального паса Б з діаметром d_min = 125 мм.

Обираємо клинопасові паси згідно ГОСТ 1284.1-80 (рис. 2.1).

Запишемо розміри приводних пасів:

Переріз Б
bР = 14 мм
b0 = 17 мм
h = 10,5 мм
= 4 мм
А = 138 мм2
q = 0,18 кг/м
Інтервал довжин 800 – 6300

Рисунок 2.1 – Розміри приводного пасу

Для забезпечення довговічності пасу діаметр ведучого шківа обираємо на 1-2 номери більше d_min ніж з стандартного ряду згідно ГОСТ 1284-80. Обираємо діаметр ведучого шківа d_min=160 мм.

Знайдемо розрахунковий діаметр ведучого шківа, мм:

_{Приймаємо діаметр веденого шківа 400 мм.}

Згідно прийнятим стандартним діаметрам шківів розраховуємо дійсне передаточне число клинопасової передачі з урахуванням проковзування:

де ε – коефіцієнт відносного ковзання пасу, ε = 0,015.

Перевіримо умову співпадання передаточних чисел передачі:

Розрахуємо колову швидкість пасу, м/с:

Знайдемо міжосьову відстань в залежності від передаточного числа, мм:

Знайдемо довжину пасу, мм:

Округляємо отриманий результат згідно стандартного ряду довжин пасу _р=2500 мм.

Знайдемо дійсну міжосьову відстань, яка відповідає прийнятій стандартній довжині пасу, мм:

_{Приймаємо дійсну міжосьову відстань 801 мм}

Знайдемо кут обхвату на ведучому шківі:

Знайдемо число пробігів пасу за 1 секунду, с^-1:

де [П] – 10(20) с^-1 – допустиме число пробігів пасу.

Визначимо допустиму потужність, яка передається клиновим пасом з 10 ребрами при заданих режимах роботи, кВт:

де Р₀ – вибираємо в залежності від типу пасу, колової швидкості та діаметра шківа, Р₀=3,15 кВт;

С_α – коефіцієнт, який враховує вплив кута обхвату на тягову спроможність;

С_L – коефіцієнт, який враховує вплив на довговічність довжини пасу L в залежності від відношення даної довжини пасу L та вихідної довжини L₀, С_L=1,02;

ΔP_U – поправка, яка враховує зменшення впливу згину пасу на ведучому шківі на довговічність з збільшенням передаточного числа;

С_Р – коефіцієнт, який враховує режим роботи, С_Р=1;

Знайдемо коефіцієнт, який враховує вплив кута обхвату на тягову спроможність:

Знайдемо поправка, яка враховує зменшення впливу згину пасу на ведучому шківі на довговічність з збільшенням передаточного числа, кВт:

де ΔT_U – поправка до моменту на ведучому шківі в залежності від передаточного числа, ΔT_ЗГ=3,1 Н·м;

Знайдемо необхідне число пасів з урахуванням нерівномірності розподілення навантаження між пасами:

де C_Z – коефіцієнт числа пасів, C_Z=0,9;

Обираємо 3 пасів.

Знайдемо силу тиску клинових пасів на вали, Н:

де – сила попереднього натягу пасу, Н;

Визначимо ресурс передачі, год.:

де σ_lim – межа стійкості матеріала пасу, σ_lim=9 МПа;

σ_max – максимальні напруження в пасі, МПа;

m – показник кривої втоми, m=8;

N₀ – базове число циклів, N₀=10⁷;

С_ЗГ – коефіцієнт, який враховує різну ступінь впливу напружень згину на ведучому і введеному шківах;

Z_m – число шківів в передачі, Z_m=2.

Знайдемо максимальні напруження в пасі, МПа:

де σ_Р – напруження розтягу в пасі, МПа;

σ_ЗГ – напруження згину, МПа.