6. Расчет передачи с поликлиновыМ ремнём

Передачи с поликлиновыми ремнями рассчитывают по тяговой способности и ресурсу. В первом случае обеспечивают отсутствие буксования рем­ня на шкивах, во втором - обеспечивают усталостную прочность ремня.

Расчёт передачи с поликлиновыми ремнями проводят в 4 этапа:

1. выбирают сечение поликлинового ремня с десятью ребрами

2. определяют допускаемую мощность [Р]₁₀ для выбранного сечения поликлинового ремня с десятью ребрами

3. рассчитывают необходимое число ребер в ремне;

4. определяют оптимальное натяжение ремня и метод её контроля, силу воздействия на валы F_a передачи.

1. По графику на рис.5 осуществляют предварительный выбор сечения поликлинового ремня. При возможности выбрать два сечения предпочтение следует отдать меньшему.

2 . Номинальное значение мощности Р₁₀, передаваемое поликлиновым ремнем с десятью ребрами в эталонной передаче, может быть подсчитано по формуле:

[кВт] (22),

здесь С₁ , С₂ , С₃ – числовые коэффициенты, значение которых различны для ремней сечений К, Л, М и даются в таблице 8

Таблица 8

Сечение ремня	Коэффициенты
	С1	С2	С3
К	1,1	20,5	0,00014
Л	3,8	164	0,00020
М	11	980	0,00030

d_e - эквивалентный диаметр шкива: (23), где

k_u – коэффициент эквивалентного диаметра: (24).

Объединение двух критериев работоспособности позволило определить допускаемую мощность [Р]₁₀ для каждого типоразмера ремня с десятью ребрами при заданных условиях работы путём корректировки номинального значения мощности Р₁₀ рядом коэффициентов:

(25),

С_α - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α₁ [град.] малого шкива: (26),

C_L - коэффициент, учитывающий влияние длины ремня, принимают в зависимости от отношения расчетной длины L ремня к базовой длине L₀ : (27),

- добавка к величине передаваемой мощности при :

(28).

3. Необходимое число ребер в ремне проектируемой передачи с округлением до чётного числа: (29),

где Р_w – расчётная передаваемая мощность: (30),

С_р - сервис - фактор, учитывающий влияние режима работы, принимают по рекомендациям, приведенным в таблице 9.

Таблица 9

Характер нагрузки	Тип машины	Ср
Спокойная. Пусковая на­грузка до 120% от нор­мальной	Электрические генераторы; вен­тиляторы; центробежные насосы и компрессоры; ленточные транспор­теры; станки с непрерывным про­цессом резания: токарные, свер­лильные, шлифовальные	1,0
Умеренные колебания нагрузки. Пусковая нагрузки до 150% от нормальной	Поршневые насосы и компрес­соры с тремя и более цилиндрами; пластинчатые транспортеры; станки-автоматы	1,1
Значительные колебания нагрузки. Пусковая нагрузка до 200% от нормальной	Реверсивные приводы; станки строгальные и долбежные; порш­невые насосы и компрессоры с одним или двумя цилиндрами; транспортеры винтовые и скребко­вые; элеваторы; винтовые и экс­центриковые прессы с относительно тяжелыми маховиками	1,2
Ударная и резко неравномерная нагрузка. Пусковая нагрузка до 300% от нор­мальной	Подъемники, экскаваторы, дра­ги; эксцентриковые и винтовые прессы с относительно легкими ма­ховиками; ножницы, молоты, бе­гуны, мельницы	1,3

Примечание. Табличные значения даны для односменной работы;

для двухсменной С_р увеличиваются на 0,1 ; при трёхсменной на 0,2.

Ширина поликлинового ремня:

4. Начальное натяжение ремня производится с учетом типа передачи и его реального положения на шкивах:

-для двушкивных передач с автоматическим поддержанием постоянства силы воздействия на валы (передачи 1-го типа):

(31).

-для двушкивных передач с фиксированным межосевым расстоянием (передачи 2-го типа):

при ν_max>1,325 (32);

при ν_max≤1,325 (33).

Здесь k₁ , k₂ - факторы динамической нагруженности передачи 1-го и 2-го типов, учитывающие степень перегрузки и динамические воздействие в процессе эксплуатации, приводятся в таблице 10; q - приведенная погонная масса ремня (плотность) в таблице 1;

таблица 10

Характер нагрузки	k1	k2
Спокойная. Пусковая на­грузка до 120% от нормальной	750	570
Умеренные колебания нагрузки. Пусковая нагрузки до 150% от нормальной	900	700
Значительные колебания нагрузки. Пусковая нагрузка до 200% от нормальной	1200	900
Ударная и резко неравномерная нагрузка. Пусковая нагрузка до 300% от нор­мальной	1500	1100

ν_max – максимальный коэффициент относительного повышения начального натяжения (формула 20), при котором может наступить полное буксование ремня на меньшем из шкивов передачи:

(34),

где f ^*= f /sin 0,5φ – приведённый коэффициент трения (для ремней без обёртки f =0,5, с обёрткой f =0,3)

θ₀ – углы жёсткости (рис. 6) для реального ремня как гибкого стержня расчитываются по формулам, приведённым в таблице 11.

т аблица 11

К	Л	М

Сила воздействия на валы F_a передачи :

для передач 1-го типа (34);

для передач 2-го типа (35).

Предельные силы воздействия на валы передачи F_a от натяжения поликлинового ремня указаны в таблице 12.

Таблица 12

Общее натяжение Fа [Н] для ремней с z = 10
К	Л	М
400 … 950	1100 … 3000	4200 …12000

Примечание: минимальное натяжение соответствует передачам с минимальными диаметрами шкивов при максимальной скорости ремня, более высокие — с наибольшими диаметрами шкивов при минимальной скорости ремня.

Контроль натяжения ремня осуществляют с помощью груза или динамометра по силе F_м [H], необходимой для прогиба ветви на величину, равную 0,015а (рис. 7):

(36),

где С₀ – добавка к силе натяжения, учитывающая жёсткость поликлинового ремня :

для ремня К С₀ =11 Н

для ремня Л С₀ =60 Н

для ремня М С₀ =220 Н

7 Пример расчета передачи с поликлиновым ремнём

Спроектировать передачу с поликлиновым ремнём в приводе ленточного транспортёра при односменной работе.

Исходные данные:

1. Передаточное отношение i =4.

2. Частоты вращения двигателя n₁=1450 (об/мин).

3. Т ребуемая мощность двигателя P₁ =3 (кВт).

Принимаем передачу с фиксированным межосевым расстоянием а=const.

1.Выбор сечения поликлинового ремня с десятью ребрами

1. Выбор сервис фактора (табл. 9): С_р = 1.0

1.2. Расчётная передаваемая мощность: (кВт).

2. Расчётный диаметр меньшего шкива (табл. 7): d_w1 = 80 (мм).

1.4 Ориентировочный выбор сечения ремня:

Согласно графику (рис. 5) выбираем поликлиновой ремень сечением К.

2.Допускаемая мощность [Р]₁₀ для выбранного сечения поликлинового ремня с десятью ребрами

2.1 Передаточное число при  = 0.02..0.03:

2.2 Расчётный диаметр большего шкива: (мм)

Принимаем d_w2 = 315 мм (табл. 4)

Действительное передаточное число:

Погрешность:

2.3 Межосевое расстояние a в проектном расчёте выбираем по зависимости:

мм;

2.4 Длина ремня:

Принимаем: L_w = 1120 мм (табл. 2)

2.5 Межосевое расстояние (мм):

мм

где мм;

мм

2.6 Угол обхвата ремнём меньшего шкива.

2.7 Коррекция межосевого расстояния (мм).

мм

мм

2.8 Коэффициент, учитывающий угол обхвата меньшего шкива.

2.9 Коэффициент, учитывающий длину ремня.

где L₀ =1000 мм для сечение K

2.10 Коэффициент эквивалентного диаметра k_u:

2.11 Поправка мощности ΔР₁₀ на передаточное число:

С₂ = 20,5 числовой коэффициент, зависящий от сечения ремня (табл. 8).

2.12 Скорость ремня:

2.13 Эквивалентный диаметр: d_e = d₁k_u = 801,136 = 90.88 мм

2.14 Номинальное значение мощности P₁₀, передаваемое поликлиновым ремнём с десятью рёбрами в эталонной передаче:

2.15 Допускаемая мощность [Р]₁₀ ремня с десятью рёбрами:

кВт

3. Необходимое число рёбер в ремне:

Принимаем Z = 10 рёбер. Ширина поликлинового ремня: =10*2,4=24 мм

4. Оптимальное натяжение ремня

4.1 Угол жёсткости для реального ремня как гибкого стержня (табл. 11):

Передача с фиксированным межосевым расстоянием а = const относится к передачам второго типа.

Коэффициент К₂=570 беруёся из таблицы 10.

4.2 Приведённый коэффициент трения:

где f = 0.5 для ремня без обёртки (табл. 3)

4.3 Максимальный коэффициент относительного повышения начального натяжения, при котором может наступить полное буксование ремня на меньшем из шкивов передачи:

4.4 Начальное натяжение ремня.

В нашем случае _max  1.325, следовательно:

Н

где q=0,09·z=0,09·10=0,90Н·с²м²–приведенная погонная масса ремня К (табл.1).

4.5 Сила воздействия F_a на валы передачи (Н).

Для передачи второго типа (передача с фиксированным межосевым расстоянием а = const).

4.6 Сила для контроля натяжения ремня при монтаже передачи (рис.7):

Н,

при прогибе ветви на величину 0,015а=0,015*218,3=3,3 мм

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. РТМ 38.405-51/3-2-1-89 «Ремни поликлиновые. Основные размеры ремней и шкивов. Расчет передач». ЗФ НИИРП, 1989;

2. Пронин Б.А. Ременные передачи. Конспект лекций. - М., 1980;

3. Иосилевич Г.Б. Детали машин. Изд. «Машиностроение», М., 1988;

4. Мартынов В.К., Надольский М.А. Геометрический расчет ременных передач с натяжным роликом. Известия ВУЗ-ов. «Машиностроение». №10-12, 1997 г., с.26-29;

5. Мартынов В.К. Прикладная теория передач трением гибкой связью. «Проблемы машиностроения и автоматизации», 3-4, 1993, с. 21-32

6. Веревкин М.С., Мартынов В.К. Экспериментальные исследования различных факторов на тяговую способность передач с поликлиновым ремнем и постоянным межцентровым расстоянием. Труды ВНИИЭКИПРОДМАШ. вып. 37, 1974, с. 55-62;

7. Пронин Б.А., Лапшина Н.В. Передачи с поликлиновыми ремнями. «Вестник машиностроения», №1, 1971;

8. Лапшина Н.В, Саженов А.Ф. Тяговая способность приводных ремней с различными материалами несущего слоя в передачах с постоянным и изменяющемся межосевом расстоянием. В сб. «Бесступенчато-регулируемые передачи», вып. 1, Ярославль, 1976.

9. Мартынов В.К. Замечания к расчёту передач с поликлиновым ремнём. Известия Тульского государственного университета. Серия: Машиноведение, системы приводов и деталей машин. Выпуск 1; 2004 г.