Кліноременниє передачі призначені в основному для передачі крутного моменту від приводу (електродвигуна) до виконавчого механізму через коробку передач (редуктор) або безпосередньо.
Сортамент клинових ременів регламентований ГОСТ 1284.1-80 і частково наведено в розділі «Довідкові дані». Номограма для вибору перетину клинового ременя приведена в розділі «Довідкові дані». Канавки для шківів клинових ременів наведені в розділі «Довідкові дані».
Передавальне число клиноремінною передачі при курсовому проектуванні слід призначати в межах 0,5-4 і прагнути до вибору найменшого перетину ременя при загальній кількості ремені в передачі не більше п'яти. Термін служби передачі слід приймати 3000-5000 годин.
У завданнях на курсове проектування як правило задається або розраховується потужність електродвигуна і частота його обертання. Передавальне число передачі студент призначає самостійно.
Далі на конкретному прикладі розглянемо розрахунок клинопасової передачі для наступних типових умов:
- потужність електродвигуна 3 кВт;
- частота обертання ротора двигуна 1450 хв -1;
- передача не реверсивна, передбачено ручне натягач;
- в процесі роботи виникають помірні поштовхи на виконавчому механізмі;
- термін служби передачі 4000 годин.
1. За номограмі в розділі «Довідкові дані» вибираємо перетин ременя «А».
2. З розділу «Довідкові дані» при діаметрі малого шківа 100 мм і частоті його обертання 1450 об / хв визначаємо, що номінальна потужність передається одним ременем не повинна перевищувати 1,5 кВт. Звідси попередньо призначаємо кількість ременів в передачі 3 шт.
3. Діаметр більшого шківа дорівнює 100 * 2 = 200 мм.
4. Мінімальна міжосьова відстань між шківами визначається за формулою:
Для нашого випадку а = 0,55 (100 + 200) +6 = 171 мм. Припустимо збільшувати міжосьова відстань до величини
a = d1 + d2 = 100 + 200 = 300 мм. Призначимо попередньо міжосьова відстань 200 мм.
5. Довжина ременя визначається за формулою:
Для нашого випадку L = 883 мм. По таблиці 19.4 вибираємо ремінь стандартної довжини 900 мм.
6. Уточнюємо міжосьова відстань з урахуванням обраної довжини ременя і для нашого випадку отримаємо а = 208 мм.
7. Кут охоплення ременем меншого шківа
Для нашого випадку а1 = 152,6 º
Розрахункове число ременів за формулою:
де P - передана потужність в кВт, Р0 - потужність, що передається одним ременем в кВт;
CL - коефіцієнт, що враховує довжину ременя по табл. 36;
СР - коефіцієнт, що враховує режим роботи по табл. 37;
Са - коефіцієнт кута обхвату
У нашому конкретному випадку v = 7,6 м / с; # 937; = 0,1 і відповідно F0 = 129 H /
8. Сила, діюча на вал визначається за формулою:
І в нашому випадку Fв = 376 Н.
Бажано завершити розрахунок перевіркою ресурсу обраної пасової передачі. Даний вид розрахунку докладно викладено в джерелах / 1; 2 /.
Розрахунок ланцюгових передач
Ланцюгові передачі, як правило, застосовуються для передачі крутного моменту від добірного вала коробки передач (редуктора) до валу виконавчого механізму. Широко застосовуються як тягової орган різних конвеєрів і транспортерів, волочильних верстатів, підйомників і т.п. Рідше застосовуються для передачі крутного моменту від електродвигуна до редуктора, оскільки мають жорсткі обмеження по лінійної швидкості в зв'язку з неминучою щодо поганий динамікою при роботі.
У ряді варіантів завдань на курсове проектування необхідно виконати розрахунок ланцюгової передачі між редукторами і виконавчим механізмом.
У переважній більшості випадків бажано вибирати приводні втулочно-роликові ланцюги серійно випускаються вітчизняними підприємствами, характеристики і габаритні креслення яких дано в розділі «Довідкові дані».
Передавальне число ланцюгових передач рекомендується приймати в межах 1-4.
Мінімальна кількість зубів приводної зірочки рекомендується приймати 12-18. Необхідно прагнути до мінімально можливого кроку ланцюга, забезпечуючи при цьому запас міцності по розривному зусиллю в межах 8-10 і перевірити ланцюг по допустимому питомому тиску в шарнірі.
Розглянемо на конкретному прикладі вибір ланцюга і розрахунок ланцюгової передачі для завдань № 3; № 6; № 10.
Припустимо, що за розрахунком вийшли наступні вихідні дані:
- потужність електродвигуна 3 кВт;
- частота обертання ротора двигуна 1460 об / хв;
- передавальне число редуктора 15;
- діаметр вихідного валу редуктора 60 мм;
- передавальне число ланцюгової передачі 3;
- є ручне натягач в ланцюгової передачі;
- мастило ланцюга періодична з маслянки один раз в зміну;
- нахил ланцюгової передачі до горизонту 45 0;
- виконавчий механізм (наприклад, конвеєр) відчуває в роботі невеликі ударні навантаження і короткочасно перевантажується на 25%;
- режим роботи двозмінний.
Розрахунок почнемо з визначення мінімально можливого кроку втулочно-роликового ланцюга за формулою:
де Т1 - крутний момент на провідній зірочці, Н * мм;
z1 - число зубів цієї зірочки;
[Р] - допустиме тиск, що припадає на одиницю поверхні шарніра ланцюга, МПа;
m - число рядів вибраного ланцюга;
К0 - коефіцієнт, що враховує умови монтажу і експлуатації ланцюгової передачі
Кд - динамічний коефіцієнт: при спокійній навантаженні кд = 1; при ударному навантаженні його приймають в залежності від інтенсивності ударів від 1,25 до 2,5 (в нашому випадку приймемо 1,5);
Ка - враховує вплив міжосьової відстані: при а = (30-50) t приймають Ка = 1; при збільшенні «а» знижують Ка на 0,1 на кожні 20 t понад а = 50 t; при «а» менше 25 t приймають Ка = 1,25 (для нашого випадку приймемо Ка = 1).
Кн - враховує вплив нахилу ланцюга: при нахилі ланцюга до 60 º Кн = 1; при нахилі ланцюга понад 60 º Кн = 1,25 (для нашого випадку приймемо Кн = 1).
Кр - приймають в залежності від способу натягу ланцюга: при автоматичному натягу Кр = 1, при періодичному (ручному) Кр = 1,25 - наш випадок.
КСМ - приймають в залежності від способу змащування ланцюга: при картерной мастилі КСМ = 0,8; при безперервної мастилі КСМ = 1; при періодичної мастилі КСМ = 1,4 - наш випадок.
Кп - враховує періодичність роботи передачі: Кп = 1 при роботі в одну зміну, Кп = 1,25 для двозмінній роботи, Кп = 1,5 для тризмінній роботи.
У нашому випадку: К0 = 1,5 * 1 * 1,25 * 1,4 * 1,25 = 3,28
Допустиме тиск в шарнірах ланцюга [р], МПа (при z1 = 17).
Частота обертання зірочки n1 = nдв / u ред.
У нашому випадку n1 = 1460/15 = 97,3 об / хв.
Приймемо попередньо z1 - 17.
Ділильний діаметр зірочки
Крок ланцюга нам поки ніхто не знає і спробуємо визначити його попередньо по розривному зусиллю ланцюга.
Як правило, діаметр ділильної окружності зірочки повинен бути не менше двох-трьох діаметрів вала, на якому вона посаджена. Маючи діаметр вихідного валу редуктора 60 мм, приймемо попередньо dd = 120 мм.
Тоді крутний момент на вихідному валу редуктора без урахування ККД Т = Р * 30 * uред / π * nдв (Нм),
де Р - потужність, що підводиться (ват).
У нашому випадку Т = 3000 * 30 * 15 / 3,14 / * 1460 = 294,5 Нм.
Окружна сила на зірочці Ft = 2 * 294500/120 = 4910 Н.
Беручи запас міцності по розривному зусиллю ланцюга s = 10, з розділу «Довідкові дані» вибираємо ланцюг пР25.4 - 60 ГОСТ 13568-75 з розривним зусиллям 60000 Н і площею опорної поверхні шарніра АОП - 179,7 мм 2.
При числі зубів зірочки 17 її ділильний діаметр dd = 25,4 / sin (180/17) = 138,23 мм.
Фактичне навантаження на ланцюг складе Ft = 2 * 294500 / 138,2 = 4262 Н.
Розрахункове навантаження на ланцюг з урахуванням коефіцієнта Ко складе Fp = К0 * Ft = 4262 * 3,28 = 13980 Н.
Питомий тиск в шарнірі ланцюга р = Fp / Aоп = 13980 / 175,7 = 77,8 МПА.
З таблиці 38 для наших умов вибираємо [р] = 29 МПА.
Висновок: по питомому тиску в шарнірі обрана ланцюг проходить з дворазовим запасом.
Перевіримо за формулою обраний крок ланцюга:
Виходячи з даного результату можна спробувати вибрати ланцюг ПР 19.05-38.1, але вона явно не пройде по розривному зусиллю.
Як варіант цілком може пройти дворядна ланцюг 2ПР 19.05 - 74. Тут вже право студента прийняти остаточне рішення щодо вибору типу ланцюга. У курсовому проектуванні допускається застосовувати двох і трьох рядні приводні ланцюги по ГОСТ 13568-75.
Наприкінці даного розділу перевіримо обрану нами ланцюг ПР25.4-60 на запас міцності по розривному зусиллю.
де Q - руйнівне навантаження, (Н) з розділу «Довідкові дані» (в нашому випадку 60000 Н).
Fv = q v 2 - відцентрова сила, (Н),
q - маса погонного метра ланцюга з розділу «Довідкові дані» (в нашому випадку 2,6 кг / м), v - π * dd * n1 (м / с) - лінійна швидкість ланцюга (в нашому випадку v = 3,14 * 0,138 * 97,3 / 60 = 0,7 м / с і Fv = 2,6 * 0,7 = 1,83 Н)
Ff = 9,81 Кf * q * a - сила від провисання ланцюга (Н),
Кf - коефіцієнт, що враховує розташування ланцюга: при горизонтально розташованої ланцюга Кf = 6; при похилій (кут 45 º) Кf = 1,5; при вертикальній Kf = 1.
а - межцентральних відстань ланцюгової передачі (м) вибирається конструктивно, але не менше суми двох діаметрів провідною і відомою зірочок.
У нашому випадку приймемо а = 0,6 м і тоді Ff = 9,81 * 1,5 * 2,6 * 0,6 = 23 Н.
Запас міцності для нашого випадку s = 60000 / (4262 * 1,25 + 1,83 + 23) = 11,2, а необхідний коефіцієнт запасу міцності з таблиці 39 дорівнює 7,6.
Нормативні коефіцієнти запасу міцності [s] для