4.4.1 Расчет ременной передачи [ 10 ]

Рис.1 Кинематическая схема клиноременной передачи.

Межосевое расстояние принимают в диапазоне

(4.1)

, (4.2)

где d₁ и d₂ – диаметры шкивов;

То – высота сечения ремня.

Длина ремня (4.3)

Принимаем стандартную длину L _p = 900 мм

Уточняем межосевое расстояние

(4.4)

(4.5)

Число клиновых ремней для передачи (4.6)

где (4.7)

P₀ - номинальная мощность, допускаемая для передачи одним ремнем, кВт;

С_α – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α₁ (табл.9.5 );

С_L - коэффициент, учитывающий влияние длины ремня (табл.9,6);

С_p – коэффициент динамичности и режима работы табл.9.7);

С_z – коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте

принимаем z = 2

Натяжение ветви одного ремня

(4.8)

где Р – передаваемая мощность, кВт;

v – скорость ремня ,м/с;

Θ – коэффициент, усиливающий влияние центробежных сил, (Н∙с²)/м²

Рабочий ресурс рассчитанной клиноременной передачи

(4.9)

где N_оц = 4,6 ∙ 10⁶ – число циклов, выдерживаемых ремнем (нормативный ресурс)

4.4.2 Расчет шкива [ 9 ]

Внешний диаметр шкива

(4.10)

где d_p - расчетный диаметр

Ширина шкива

(4.11)

где n - число канавок на шкиве

все параметры шкива берем из табл.

Толщина обода стального шкива

(4.12)

Диаметр ступицы

(4.13)

Длина ступицы

(4.14)

Толщина диска шкива

(4.15)

4.4.3 Предварительный и уточненный расчёт вала [ 7]

d = (4.16)

где [] = 15 МПа

d = =33,5 мм, из конструкторских соображений принимаем

d = 35 мм

Эпюра моментов

Определяем передаточное отношение в ременной передаче

(4.17)

где d₂ и d₁ – диаметры большого и малого шкивов

Частота вращения вала:

(4.18)

n_э - частота вращения электродвигателя, об/мин

Крутящий момент на валу

(4.19)

где Р – мощность электродвигателя;

ω – угловая скорость вала.

(4.20)

Усилие в ременной передаче

(4.21)

где F₁ и F₂ – натяжение в ведущей и ведомой ветви

(4.22)

Окружное усилие крыльчатки

Радиальное усилие крыльчатки:

F_r = F_t ∙ cos α

F_r = 360 ∙ 0,707 = 254 Н

Вертикальная плоскость:

Реакции опор в точках А и В

∑М_А = 0 F_а ∙89 - R_A∙ 59 - F_t∙ 108 = 0

R_А = = 490 Н

R_А + R_В - F_а- F_t = 0

R_В = - R_А + F_а+ F_t = - 490 + 762 +360 = 632 Н

Расчётный момент

М = [5.6]

М = = 3301 Н∙мм

Горизонтальная плоскость:

Реакции опор в точках А и В

∑М_А = 0 – R_В∙ 59 + F_t ∙ 108 = 0

R_В = = 448 Н

R_А + R_В - F_t = 0

R_А = - R_В + F_t = - 448 + 245 = 203 Н

Расчётный момент

М =

М = = 2367Н∙мм

Опасное сечение I-I в (∙) А

Проверка сечения на запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба [10]

S = S_σ + S_τ / ≥ [S] = 1,5

где S_σ = - запас;

S_τ – запас сопротивления усталости только по кручению;

S_τ =

где σ_М = 0 σ_А = М / (0,1 ∙ d³ ) ;

= = 0,5Т / (0,2 ∙d³) ;

К_F = 1; К_d = 0,95; Ψ_σ = 0,1 – средне углеродистая сталь; Ψ_τ = 0,05 [10]

σ – 1 = 0,4 ∙ σ_В МПа τ– 1 = 0,2 ∙ σ_В М Па

Сталь 45 σ_В = 600 М Па

σ – 1 = 0,4 ∙ 600 = 240 МПа τ– 1 = 0,2 ∙ 600 = 120 М Па

К_σ = 1,7 К_τ = 1,4 – шпоночный паз.

σ_А = = 1,4 М Па

τ_М = τ_А = = 24,8 М Па

S_σ = = 95,8

S_τ = = 12,9

S= = 12,4 > [S] = 1,5

Условие выполняется, запас сопротивления усталости большой.