Основные параметры клиновых ремней

Тип ремня	Обозначение сечения	А, мм2	Предельные расчетные длины, мм	dmin,мм	Т1, Нм
Клиновые узкие по ТУ 38-105161-84	УО	56	630-3550	63	<150
УА	93	800-4500	90	90-400
УБ	159	1250-8000	140	300-2000
УВ	278	2000-8000	224	>1500

Примечание. Т₁- вращающий момент на малом шкиве, А- площадь поперечного сечения ремня.

2. Проверка скорости ремня

м/с

Скорость ремня не превышает допустимую, равную 40 м/с.

3.Выбор диаметра ведомого шкива

мм

4.Межосевое расстояние (оптимальное) определяем по формуле

a=1,2d₂=1,2·125=150 мм

u	1	2	3	4	5	≥6
a/d2	1,5	1,2	1	0,95	0,9	0,85

5.Определение длины ремня, мм.

Округляем длину ремня до стандартного ближайшего значения по ряду длин ремней, совпадающему с рядом нормальных линейных размеров.Ra20. принимаем L=630 мм. По таблице 11.1 проверяем соответствие принятого значения диапазону длин ремней профиля УО.

6.Уточняем межосевое расстояние

.

7.Определяем мощность, передаваемую одним ремнем в типовых условиях по рис.2. Р₀=1 кВт.

8.Определение мощности, передаваемое одним ремнем в реальных условиях

[P₁]=P_0·C_α C_p C_L C_u

Угол охвата малого шкива

α=180⁰-2Δ/2·57,3=158,4º и C_α=1,24(1-e^-d/110)=0,946

Коэффициент режима работы C_p при односменной работе равен 1, при двухсменной –0,87, при трехсменной –0,72. C_p=1.

Коэффициент длины ремня C_{L= .}

По рис.2. L_о=1600 мм.

u	1	1,1	1,2	1,4	1,8	>2,5
Cu	1	1,04	1,07	1,1	1,12	1,14

В данном случае C_u=1,13. Тогда

[P₁]=1·0,946·1·0,856·1,13=0,92 кВт.

Определение потребного числа ремней

где C_Z принимаем 0,95 при числе ремней 2…3, при Z=4…9 C_Z=0,9.

C_Z=0,85 при Z>6.

.

Округляем Z=4

Силы действующие на валы.

Напряжения от предварительного натяжения σ_о для узких клиновых ремней принимают 3Мпа, площадь сечения А находим по таблице 14.1.

Сила предварительного натяжения

F_о=σ_оА=3·56=168 Н

Сила действующая на валы

F_Σ=2F_о·Z·cosγ/2=1650H

Угол между ветвями ремня

Пример расчета 11.2. Рассчитать клиноременную передачу, установленную в системе привода от двигателя внутреннего сгорания к ленточному транспортеру: P₁ =8 кВт, n₁ =1240 мин^-1, i≈ 3,5. Натяжение ремня периодическое, желательны малые габариты.

Решение. 1: По графику рис. 12.23 рекомендуют сечение ремня Б.

2. По графику рис. 12.26, учитывая условие задания по габаритам и рекомендацию (12.31), принимаем d_р1 =160мм и находим Р₀≈3,4кВт.

3: Рассчитываем геометрические параметры передачи d_p2≈ d_р1i /=160·3,5=560 мм, что соответствует стандартному значению (см. выше). При согласовании φ допускают отклонение i до ±4%, если нет других указаний в задании.

По рекомендации [формула (12.29)] предварительно принимаем а '≈ d_р2 =560мм. По формуле (12.6),

≈2·560+0,5π(560+160)+(560-160)²/(4-560)=2322 мм.

По табл. 12.2 принимаем l_р =2500 мм. По формуле (12.7) уточняем

мм.

По формуле (12.5), α=180—57(560—160)/654=145°— в допускаемых пределах [см. рекомендации (12.29)].

4. По формуле (12.28) определяем мощность Р _p, передаваемую одним ремнем. Здесь С_α≈0,87 (см. выше); из рис. 12.27 C_l ≈1; из рис. 12.28 C_l ≈l,14; учитывая двигатель внутреннего сгорания и ленточный транспортер (нагрузка с умеренными толчками), принимаем С_р≈ 1,2. При этом Р_р =3,4·0,87·1,14/1,2=2,8 кВт.

5. По формуле (12.30), число ремней z=8/(2,8·0,95)≈3—условие (12.31) удовлетворяется.

6. По формуле (12.32) находим предварительное натяжение одного ремня при v=πd_р1n₁/60=π0,16·1240/60=10,4 м/с и F_v =1250·138·10^-6·10,4²=18,66 Н [см. формулу (12.13), табл. 12.2]:

F_o =0,85·8·10³·1,2/(3·10,4·0,87·1,14)+18,66=282 Н.

7. По формуле (12.24), сила, действующая на вал при β/2=(180 - α)/2==(180-145)/2=17^°30', в статическом состоянии передачи F_r=2F_oZcos(β/2)=2·282·3cosl7°30'=1595H; при n =1240мин^-1 F_r =1595·2 F_vz =1483 Н. В данном примере влияние центробежных сил мало.

8. Ресурс наработки ремней находим по формуле (12.33) при K₁ =l и K₂ =1: T=T_ср =2000 ч.

Пример расчета 11.3. Рассчитать клиноременную передачу к приводу центробежного насоса при следующих данных: мощность ведущего шкива Р=4 кВт, его угловая скорость =97рад/с, угловая скорость ведомого шкива рад/с, диаметр ведущего вала =20мм и диаметр ведомого вала =25мм.

Решение. Для рассчитываемой передачи примем клиновые ремни нормального сечения кордтканевые (ГОСТ 1284.3—80) сечением А рис.1. Передаточное отношение по формуле

=97/47,5=2,04.

Диаметры шкивов: диаметр меньшего шкива возьмем согласно рекомендации ГОСТ 1284.3—80 (табл.1) =125мм; диаметр большего шкива при относительном скольжении ремня =0,02 определим по формуле:

=2,04∙125(1—0,02)=250мм.

Этот диаметр соответствует ГОСТ 1284.3—80.

Определим расстояние между центрами шкивов при С=1,2

мм.

Расчетная длина ремней (приблизительная)

=2∙300+1,57(250+125)+(250-125)²/(4∙300)=1205мм.

По ГОСТ 1284.3—80 принимаем ремни сечения А с внутренней длиной =1180мм, расчетная длина которых

=1180+33=1213мм.

Условная длина этих ремней =1700мм.

Действительное межосевое расстояние, т.е. соответствующее принятой длине ремней,

= мм.

Угол обхвата ремнем меньшего шкива:

рад=157°,

что вполне приемлемо.

Скорость ремня определяется по формуле

м/с.

Определение числа ремней передачи по тяговой способности. Мощность, которую можно передать одним ремнем при =180°, скорости =6,07м/с и спокойной нагрузке (табл. 2), Р_о=1,15кВт. Коэффициент динамической нагрузки и режима работы по таблицам =1. Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, по табл.3 =0,94. Коэффициент, учитывающий длину ремня, =0,95, что соответствует отношению =1213/1700. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ремням, =0,9.

Подставив в формулу числовые значения, получим

4.

Примем =4. Проверим ремни на долговечность по частоте пробегов в

6,06/1,213=5 с^-1,

что вполне допустимо.

Определим размеры шкивов, приняв, что они изготовлены из чугуна СЧ12-28.

Размеры канавок для ремней примем по ГОСТ 1284—68 рис.2: для обоих шкивов с=3,5мм, е=12,5мм, =16мм, =10мм; для меньшего шкива , =13,3мм; для большего шкива =38°, =13,4мм. Наружный , и внутренний , диаметры шкивов (рис.2 и 3): меньшего шкива =125+2∙3,5=132мм;

=132—2∙I2,5=107мм; большего шкива

250+2∙3,5=257мм

мм.

Таблица 1. Значения Р₀, кВт, для клиновых ремней (извлечение из ГОСТ1284.3-80)

Сечение и длина ремня, мм	d1,мм	i	Частота вращения малого шкива, мин-1
Lр =1320	≥112	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	0,09 0,11 0,14 0,15 0,21 0,24	0,17 0,19 0,25 0,28 0,39 0,44	0,30 0,34 0,44 0,50 0,71 0,81	0,41 0,47 0,62 0,71 1,00 1,14	0,51 0,59 0,78 0,89 1,26 1,44	0,61 0,69 0,93 1,06 1,51 1,72
А Lр =1700	≥180	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	0,22 0,25 0,43 0,49 0,59 0,68	0,39 0,44 0,78 0,89 1,09 1,24	0,68 0,77 1,41 1,60 1,97 2,24	0,93 1,05 1,96 2,24 2,74 3,12	1,15 1,31 2,45 2,79 3,40 3,87	1,34 1,53 2,87 3,27 3,93 4,48
Б Lр =2240	≥280	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	0,48 0,55 1,02 1,17 1,58 1,80	0,84 0,96 1,85 2,11 2,89 3,29	1,44 1,64 3,30 3,76 5,13 5,85	1,93 2,20 4,50 5,13 6,90 7,91	2,33 2,66 5,46 6,22 8,13 9,26	2,64 3,01 6,13 6,99 8,60 9,80
В Lр =3750	≥450	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	1,39 1,58 2,42 2,76 3,36 3,82 4,51 5,15	2,41 2,75 4,32 4,93 6,05 6,90 8,20 9,34	4,07 4,64 7,52 8,57 10,46 11,92 13,8 15,72	5,29 6,03 9,81 11,17 13,31 15,16 16,59 18,91	6,07 6,93 11,00 12,6 14,19 16,17 ― ―	6,34 7,23 11,04 12,58 ― ― ― ―
Г Lр =6000	≥800	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	5,31 6,06 9,21 10,49 12,54 14,29 16,76 19,10	9,24 10,52 16,20 18,46 22,05 25,13 29,08 33,15	14,83 16,90 25,76 29,35 33,38 38,04 39,55 45,08	17,25 19,66 27,61 31,47 ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―
Д Lр =7100	≥1000	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	10,86 12,37 15,65 17,83 21,7 24,73 28,52 32,57	18,55 21,14 26,95 30,71 37,05 42,23 47,52 54,17	27,57 31,43 38,52 43,90 ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―
Е Lр =8500	≥1400	1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0 1,0 ≥3,0	23,26 26,49 32,6 35,84 43,57 46,74 49,68 52,99	38,27 44,82 52,69 59,17 67,27 73,75 74,26 80,81	― ― ― ― ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―	― ― ― ― ― ― ― ―

Таблица 2. Значения Р₀ для клиновых ремней, кВт

Обозначение сечения ремня	Расчетный диаметр меньшего шкива, мм	Скорость ремня, м/с
	≥90	0,15 0,17 0,20 0,21	0,36 0,39 0,45 0,49	0,69 0,78 0,85 0,93	1,03 1,15 1,21 1,33	1,26 1,38 1,51 1,67	1,18 1,26 1,47 1,63
А	≥125	0,37 0,37 0,37 0,44	0,74 0,81 0,81 0,96	1,33 1,40 1,47 1,69	1,69 1,87 2,63 2,29	1,84 1,99 2,41 2,65	1,69 1,91 2,29 2,65
Б	≥180	0,59 0,66 0,74 0,81	1,10 1,25 1,40 1,55	2,06 2,23 2,50 2,72	2,88 3,16 3,60 3,82	2,94 3,60 4,35 4,71	2,50 3,24 4,35 4,94
В	≥280	1,03 1,10 1,25 1,33	2,14 2,42 2,65 2,88	3,68 4,27 4,64 5,00	5,28 5,97 6,34 7,07	6,25 7,15 7,50 7,80	5,90 6,70 7,73 8,10
Г	≥450	―	4,71 5,15 5,59 6,10	8,45 9,20 10,08 10,98	11,02 12,08 13,52 14,56	11,90 13,72 15,72 17,00	10,08 13,32 15,80 17,25
Д	≥710	―	7,35 8,45 9,43 9,80	14,00 15,95 16,08 18,00	18,40 20,00 22,30 24,10	20,46 23,60 26,50 29,00	20,46 24,30 27,50 31,30
Е	≥1000	―	11,75 13,10 14,35	21,80 25,20 27,20	31,00 34,60 38,20	36,80 40,60 44,90	39,70 44,90 49,30

Таблица 3. Значения коэффициентов , и

Скорость ремня v, м/с
kv	для плоских ремней	1,04	1,03	1,00	0,95	0,88	0,79	0,68
для клиновых ремней	1,05	1,04	0,74	0,60
Угол обхвата α, град
kα	для плоских ремней	1,0	0,97	0,94	0,91	0,88	0,85	0,82
для клиновых ремней	0,98	0,95	0,92	0,89	0,86	0,83
Угол наклона к горизонту, град	0…60	60…80	80…90
k н	открытая передача		0,9	0,8
перекрестная	0,9	0,8	0,7
полуперекрестная	0,8	0,7	0,6

Ширина ободов шкивов

мм.

Толщина ободов шкивов К=6мм. Так как диаметры шкивов небольшие [число спиц по расчету получается меньше 3], то оба шкива должны быть изготовлены с диском. Толщина дисков (рис.3), =8мм. Наружный диаметр и длина ступицы меньшего шкива

мм; =68/3+20=42мм;

большего шкива

мм; мм.

Задача 8.

Рассчитать открытую горизонтальную плоскоременную передачу привода ленточного транспортера при следующих данных: мощность ведущего шкива =7кВт; частота вращения ведущего шкива =1440 мин^-1; частота вращения ведомого шкива =360 мин^-1; диаметр ведущего вала =22мм; диаметр ведомого вала =35мм.

Решение. Для данной передачи примем прорезиненный ремень типа В по ГОСТ101—54.

Передаточное отношение

=1440/360=4.

Диаметр меньшего шкива

=(1100...1300) =186...220мм.

В соответствии с ГОСТ 17383—73 =200мм.

Проверим ремень по допускаемой скорости:

=3,I4 1440∙0,2/60=15м/с=[ ].

Выбранный ремень по скорости подходит.

Диаметр большего шкива при относительном скольжении ремня =0,1

792 мм.

В соответствии с ГОСТ 17383—73 =800мм.

Межосевое расстояние передачи

=2(200+800)=2000мм.

Угол обхвата ремнем меньшего шкива

=180—57 = 180—57/(800—200)/2000=163°,

что допустимо.

Коэффициент динамичности нагрузки и режима работы передачи (табл.2) =1 (для ленточного транспортера).

Расчетная окружная сила

=1,7.10³/I5=467 Н.

Для расчета ремня по тяговой способности вычислим расчетное допускаемое полезное напряжение [ ]. допускаемое полезное напряжение для ремня при начальном напряжении 1,8МПа, скорости =10м/с, =180° и отношении диаметра меньшего шкива к толщине ремня 50 [ ]=2,3МПа.

Значения корректирующих коэффициентов из табл. =0,95; =0,92; =1.

Тогда

=2,3∙0,95∙0,92∙1=2 МПа.

Требуемая по тяговой способности площадь поперечного сечения ремня

=0,000232м=232 мм².

По ОСТ 38.05.98—76 примем прорезиненный ремень типа В из бельтинга Б-820 с тремя прокладками толщиной каждая 1,25мм. Толщина всех прокладок или толщина ремня мм. Ширина ремня

=64мм.

По ОСТ 38.05.98—76, =70мм.

Расчетная длина ремня

5615мм

Проверим ремень на долговечность по частоте его пробегов в секунду:

=15/5,615 =2,8 с^-1,что вполне допустимо.

Примем, что шкивы изготовлены из чугуна СЧ 15-32. Меньший шкив с выпуклым ободом и диском (рис.), а больший — с цилиндрическим ободом и со спицами в один ряд (рис.). Размеры меньшего шкива: ширина ободов шкивов по ГОСТ 17383—73 В=85 мм; высота Выпуклости меньшего шкива (рис.) по ГОСТу у=1,5мм; толщина обода у края вычисляется по формуле

мм;

наружный диаметр ступицы

=44 мм;

длина ступицы

=85/3+22=50мм;

толщина диска равна 10мм.

Размеры большего шкива (рис.): толщина обода у края

мм;

наружный диаметр ступицы

=64мм;

длина ступицы

мм.

Число спиц большего шкива

спицы.

Условная ширина спицы в плоскости, проходящей через ось шкива при допускаемом напряжении на изгиб для спиц [ ]=30МПа,

м=50мм.

Условная толщина спицы

20 мм.

Условная толщина и условная толщина спиц на ободе:

=0,8; =40мм, =0,8а=0,8∙20=16 мм.