2.2. Определение кинематических и силовых параметров привода

Частота вращения n_дв и угловая скорость ω_дв вала двигателя равны

где n_c – синхронная частота вращения двигателя; S – скольжение, %.

Общее передаточное отношение привода

где n_вм – частота вращения ведомого вала редуктора (ведущего вала исполнительного механизма).

При распределении общего передаточного отношения между редуктором и передачей (ременной, цепной или открытой зубчатой), присоединенной к редуктору, передаточное отношение названных передач в учебных проектах следует принимать равным

U = u_рем = u_цеп = u_о.зуб. ≤ 3.

В этих случаях передаточное отношение редуктора ориентировочно определяется по формуле: u_ред ≈ u/U и округляется до ближайшего табличного значения u_{ред.таб}, приведенного в табл. П. 3, П. 5 и П. 7.

Допускаемые отклонения фактического передаточного отношения от расчетного не должны превышать 4,5 %.

Номинальные крутящие моменты на валах привода:

- на валу двигателя Т_дв = 1000Р_тр.дв/ω_дв, Н∙м;

- на ведомом валу Т_вм = 1000Р_тр.двη_пр/ω_вм, Н∙м,

где Р_тр.дв – потребная мощность двигателя, кВт.

Результаты расчетов в расчетно-пояснительной записке необходимо представить в следующем виде:

Кинематические и силовые параметры передачи

Типоразмер двигателя …; Рдв = … кВт; пс = … мин-1					Передаточные отношения
Потребная мощность двигателя Ртр.дв = …кВт
Валы передачи		n, мин-1		Т, Н∙м
Вал двигателя					u =…; uред =…; uрем =…; uцеп =…; uо.зуб. =….
Вал редуктора	быстроходный
	тихоходный
Ведущий вал исполнительного механизма

2.3. Выбор параметров и конструирование элементов клиноременной передачи

В проекте используется ременная передача с клиновыми ремнями, основные параметры которых указаны в табл. 2. Поперечное сечение клинового ремня изображено на рис. 1.Клиновые ремни имеют трапециевидное сечение с боковыми рабочими сторонами, соприкасающимися с канавками на шкивах. Благодаря клиновому действию ремни этого типа обладают повышенным сцеплением со шкивами, чем ремни в плоскоременной передаче при одинаковом натяжении ремней.

Рис. 1

2.3.1. Предварительный выбор параметров передачи

Сечение ремня выбирают по табл. 2 в зависимости от передаваемого крутящего момента на ведущем шкиве Т_1р.

Таблица 2

Основные параметры клиновых ремней нормального сечения

(ГОСТ 1284-89)

Обозначения	bр, мм	h, мм	А, мм2	Длина ремня, мм		Наименьший диаметр ведущего шкива d1min, мм	qm, кг/м	Крутящий момент на ведущем шкиве Т1р, Н·м
				Lmin	Lmax
Z	8,5	6	47	405	3150	63	0,06	<25
А	11	8	81	560	4500	90	0,105	11…70
В	14	11	138	630	6300	125	0,18	40…190
C	19	14	230	1800	10000	200	0,3	110…550
D	27	20	476	2240	15000	315	0,62	450…2000
E	32	25	692	4000	18000	500	0,9	1100…4500
EО	42	30	1170	6300	18000	800	1,52	>2200

Примечание. Максимальная частота вращения быстроходного шкива для ремня С равна 1500 мин^-1, для ремней D, Е и ЕD – 1000 мин^-1.

Диаметр d₁ ведущего шкива ориентировочно равен, мм,

где Т_1р – номинальный крутящий момент на ведущем шкиве, Н·м.

Полученную величину d₁ с учетом ограничения d₁ ≥ d_1min округляют до ближайшего числа из ряда по ГОСТ 17383-73.

Значение d_1min приведено в табл. 2.

Линейные размеры по ГОСТ 17383-73:

63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 2240; 2500; 2800; 3150; 3550; 4000; 4500; 5000; 5600; 6300; 7100; 8000; 9000; 10000.

Диаметр ведомого шкива предварительно рассчитывают по формуле

d₂ = 0,985d₁u_рем,

где u_рем – передаточное число ременной передачи.

Диаметр d₂ также округляют до ближайшего числа из ряда линейных размеров (ГОСТ 17383-73). После чего уточняют передаточное число ременной передачи:

Межосевое расстояние ременной передачи предварительно определяют по формуле

a = 0,75(d₁+d₂).

Длину L ремня находят по формуле

Полученную величину длины ремня L округляют до ближайшего числа из ряда по ГОСТ 17383-73.

После окончательного выбора длины ремня уточняют межосевое расстояние a по формуле

Затем определяют следующие параметры:

- угол обхвата ведущего шкива ремнем α₁ = 180^° – 57,3^°(d₂ – d₁)/а;

- скорость ремня V = πd₁n₁/60000, м/с;

- частоту перебегов ремня λ = 1000V/L.

Если частота перебегов λ > 10, необходимо увеличить длину L ремня, пересчитать межосевое расстояние а и угол обхвата α₁.

Приведенное полезное напряжение σ_to в ремне определяют по следующей формуле:

,

где b_p – ширина нейтрального сечения ремня (см. табл. 2); К_и – коэффициент, учитывающий влияние передаточного числа на напряжения изгиба в ремне [16];

.

Допускаемое полезное напряжение в ремне в реальных условиях эксплуатации составляет

где C_α – коэффициент влияния угла обхвата;

;

C_p – коэффициент режима работы. При односменной работе C_p = 1, двухсменной C_p = 0,87, трехсменной C_p = 0,72; K_F – коэффициент динамичности нагрузки (табл. 3).

Таблица 3

Коэффициент динамичности нагрузки K_F

Характер нагрузки	KF
Спокойная. Пусковая до 120% номинальной	1
Умеренные колебания. Пусковая до 150% номинальной	1,1…1,2
Значительные колебания. Пусковая до 200% номинальной	1,25…1,4
Ударная и резко неравномерная. Пусковая до 300% номинальной	1,5…1,6

Число ремней определяют по формуле

где Т_1р – номинальный крутящий момент на ведущем шкиве, Н·м; d₁ – диаметр ведущего шкива, мм; А – площадь поперечного сечения одного ремня, мм² (см. табл. 2); С_Z – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями (табл. 4).

При выборе коэффициента С_Z из табл. 4 предварительно задаются числом ремней. Не рекомендуется принимать число ремней Z > 5.

Если при выполнении расчета Z окажется более 5, то необходимо увеличить диаметр шкива d₁ и снова провести расчет. Полученное по вышеприведенной формуле число ремней округляют до большего ближайшего целого числа.

Таблица 4

Коэффициент С_Z

Z	2…3	4…6	> 6
СZ	0,95	0,9	0,85

Ширину шкивов ремня определяют по табл. 5.

Таблица 5

Ширина шкивов ременной передачи

Тип ремня	Ширина шкива, мм, при числе ремней
	1	2	3	4	5	6
Z	16	28	40	52	64	76
А	20	35	50	65	80	95
B	25	44	63	82	101	120
С	34	60	86	112	136	160
D	48	86	122	160	196	232