Загрузка...Ремённая передача
Ремённая передача
Ремённая передача — это передача механической энергии при помощи гибкого элемента — приводного ремня, за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями.
Состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня (одного или нескольких).
Содержание
Достоинства и недостатки [ править | править код ]
Достоинства [ править | править код ]
- плавность работы;
- бесшумность;
- компенсация неточности установки шкивов редуктора, особенно по углу скрещивания между валами, вплоть до применения передачи между перемещаемыми валами;
- компенсация перегрузок (за счёт проскальзывания);
- сглаживание пульсаций как от двигателя (особенно ДВС), так и от нагрузки, поэтому упругая муфта в приводе может быть необязательна;
- отсутствие необходимости в смазке;
- низкая стоимость деталей (ремня и шкивов);
- лёгкий монтаж;
- возможность использования в качестве муфты сцепления (например, на мотоблоках)
- (для ремней) возможность получения регулируемого передаточного отношения (вариатор)
- достоинства в сравнении с цепной передачей:
- достоинства в сравнении с зубчатой передачей:
- возможность передачи движения между валами, находящимися на значительном расстоянии друг от друга;
Недостатки [ править | править код ]
- большие размеры (для одинаковых условий нагружения диаметры шкивов должны быть почти в 5 раз больше, чем диаметры зубчатых колёс);
- малая несущая способность;
- малый срок службы (в пределах 1000—5000 часов); (не относится к зубчатым ремням), из-за чего непостоянство передаточного числа;
- повышенная нагрузка на валы и их опоры, что связано с необходимостью достаточно высокого предварительного натяжения ремня;
- наличие дополнительных элементов (всегда — для натяжения ремня и иногда — для гашения колебаний длинной ветви и удержания ремня на шкивах)
Зубчатые ремни включают в себя достоинства как ремённых передач (бесшумность, простота конструкции и обслуживания), так и цепных передач (постоянство передаточного отношения, большая нагрузочная способность по сравнению с «обычными» ременными передачами).
Классификация [ править | править код ]
- По способу передачи механической энергии:
- трением;
- плоские ремни (1);
- клиновые ремни (2);
- поликлиновые ремни (многоручьевые) (4);
- зубчатые ремни; (Пассик) (3).
- ;
- тяговые;
- транспортировочные (конвейерная лента);
- протяжные;
- вентиляторные ремни;
Основные характеристики [ править | править код ]
- Мощности:
- 0,3…50 кВт
- свыше 300 кВт редко — большие размеры
- 5…30 м/с
- до 80…100 м/с — новые материалы и более совершенные конструкции
- передаточное отношение 4…5
- передаточное отношение до 10 (клиноремённые, плоскоремённые с натяжным роликом)
- высокие скорости и плавность работы
- угол обхвата на малом шкиве не меньше 150°
- оптимальное a o p t i m = 2 ( d 1 + d 2 )
=2(d_<1>+d_<2>)> - в клиноремённых a m i n = 0 , 55 ( d 1 + d 2 ) + h
=0,55(d_<1>+d_<2>)+h>
ГОСТы [ править | править код ]
Стандарт Наименование ГОСТ 1284.1-89 Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Основные размеры. Методы контроля ГОСТ 1284.2-89 Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Расчет передач и передаваемые мощности
машин. Технические условия
односторонней выступающей ступицей. Основные размеры
История [ править | править код ]
Именно ремни и ременные передачи исторически были первыми приводами (в русском происхождении) — механизмами доставлявшими энергию от реки (воды) к оборудованию на фабрике.
Чертеж шкива клиноременной передачи профиль для. Расчёт диаметра шкива клиноременной передачи
Просим ответить, как правильно рассчитать диаметры шкивов , чтобы ножевой вал деревообрабатывающего станка вращался со скоростью 3000. 3500 оборотов в минуту. Частота вращения электрического двигателя 1410 оборотов в минуту (двигатель трехфазный, но будет включен в однофазную сеть (220 В) с помощью системы конденсаторов. Ремень клиновой.
Сначала несколько слов о клиноременной передаче — одной из самых распространенных систем для передачи вращательного движения при помощи шкивов и приводного ремня (такую передачу используют в широких диапазонах нагрузок и скоростей). У нас выпускают приводные ремни двух типов — собственно приводные (по ГОСТ 1284) и для автотракторных двигателей (по ГОСТ 5813). Ремни того и другого типа несколько отличаются друг от друга по размерам. Характеристики некоторых ремней приведены в таблицах 1 и 2, поперечное сечение клинового ремня показано на рис. 1. Оба типа ремней имеют клиновидную форму с углом при вершине клина в 40° с допуском ± 1°. Минимальный диаметр меньшего шкива также указан в таблицах 1 и 2. Однако при выборе минимального диаметра шкива следует еще учитывать линейную скорость движения ремня, которая не должна превышать 25. 30 м/с, а лучше (для большей долговечности ремня), чтобы эта скорость находилась в пределах 8. 12 м/с.
Примечание. Названия тех или иных параметров приведены в подрисуночных надписях к рис. 1.
Примечание. Название тех или иных параметров приведены в подрисуночных подписях к рис. 1.
Диаметр шкива, в зависимости от частоты вращения вала и линейной скорости шкива, определяют по формуле:
где D1 — диаметр шкива, мм; V — линейная скорость шкива, м/с; n — частота вращения вала, об/мин.
Диаметр ведомого шкива вычисляют по следующей формуле:
D2 = D1x(1 — ε)/(n1/n2),
где D1 и D2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм; ε — коэффициент скольжения ремня, равный 0,007. 0,02; n1 и n2 — частота вращения ведущего и ведомого валов, об/мин.
Так как значение коэффициента скольжения весьма мало, то поправку на скольжение можно и не учитывать, то есть вышестоящая формула приобретет более простой вид:
Минимальное расстояние между осями шкивов (минимальное межцентровое расстояние) составляет:
Lmin = 0,5x(D1+D2)+3h,
где Lmin — минимальное межцентровое расстояние, мм; D1 и D2 — диаметры шкивов, мм; h — высота профиля ремня.
Чем меньше межцентровое расстояние, тем сильнее изгибается ремень при работе и тем меньше срок его службы. Целесообразно принимать межцентровое расстояние больше минимального значения Lmin, причем делают его тем больше, чем ближе значение передаточного отношения к единице. Но во избежание чрезмерной вибрации применять очень длинные ремни не следует. Кстати, максимальное межцентровое расстояние Lmax легко вычислить по формуле:
Lmax цепочного размераh располагают симметрично относительно номинального значения по рекомендациям (см. рис. 3.18). Поля допусков центрирующего пояскаD и диаметраD м под манжетное уплотнение принимают по рис. 3.18.
Допуск расположения поверхностей принимают по табл. 3.11 в
соответствии с позициями, указанными на рис. 3.19. Назначение каждого из допусков следующее:
допуск параллельности торцев (поз.1 ) задают, если по торцу крышки базируют подшипник качения, как показано на рис. 3.19. Допуск назначают, чтобы ограничить перекос подшипников качения;
допуск соосности (поз.2 ) задают, чтобы ограничить радиальное смещение уплотнительной манжеты и уменьшить таким образом неоднородность давления на рабочую кромку манжеты;
позиционный допуск (поз.3 ) задают в тех случаях и с той же целью, как и на чертежах стаканов (см. поз.6 на рис. 3.15).
1 Т на диаметре D ф по табл. 3.5. Степень точности допусков при базировании подшипников: шариковых – 9 (привертная крышка) или 8 (закладная крышка): роликовых – 8 (привертная крышка) или 7 (закладная
3 Т 0,6 t , гдеt – допуск размера поверхности
Т 0,4(d отв – d в ), гдеd отв – диаметр отверстия;d в – диаметр винта
Рабочий чертеж крышки приведен в приложении. 3 (рис. П.3.7;
3.4.Рабочие чертежи шкивов и звездочек.
Шкивы ременных передач . Шкивы изготавливают литыми из чугуна марки СЧ20 или легких сплавов сварными из стали, а также из пластмасс. Чугунные литые шкивы применяются при окружных скоростях до 30 м/с, так как при больших скоростях возникает опасность разрыва от действия центробежных сил. Тип и расчет передачи выполняют предварительно откуда и берут основные размеры шкивов.
Шкивы состоят из обода, на который надевают ремень, ступицы для установления шкива на вал и диска или спиц, с помощью которых обод и ступица объединены в одно целое.
Внешняя поверхность обода шкива плоскоременной передачи показан на рис.3.20. В быстроходных передачах внешнюю поверхность обода одного из двух шкивов следует выполнятьсферической (рис.3.20.б ) или с двумя конусами (рис.3.20,в ). Таким образам фиксируется ремень на шкивах, предотвращая его сбегание с них при работе передачи. Величину выпуклостиh принимают (мм):
Рис.3.20.Шкив плоскоременной передачи
Ширина обода принимается в зависимости от ширины ремня b (получен при расчете передач), а размеры ступицы определяется как и для зубчатых колес
Обод шкива для клиновых ремней нормального и узкого сечения дан на рис.3.21,а , дляполиклиновых на рис. 3.21,б . Размеры профиля канавок шкивов принимают соответстве6нно по табл.3.12; 3.13
На рис.3.21 d р – расчетный диаметр шкива (диаметр по нейтральной линии ремня). Значения расчетного диаметра принимают из ряда: 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224,250, 280,
315, 355, 400, 450, 500.
Рис.3.21.Шкивы клиноременных и поликлиновых передач
Профиль канавок шкивов клиноременных передач
Внешний диаметр шкивов для передачи: клиновыми ремнями d e =d p +2b поликлиновыми ремнямиd e =d p 2∆
Ширина шкива М = (n – 1)+ 2f, гдеn – число канавок на шкиве
Профиль канавок шкивов поликлинового ремня
Размеры ступицы шкивов конструируются также как и для цилиндрических колес.
Рабочие чертежи шкивов приведены в приложении 3 (рис.П3.10;
Звездочки цепных передач . После расчета цепной передачи получают размеры необходимые для разработки конструкции звездочки, а именно: шаг цепир ; число зубьев звездочкиz; число рядовn. Конструкцию звездочек цепных передач отличает от конструкции зубчатых колес лишь зубчатый венец. Поэтому диаметр и длину ступицы выполняют по соотношениям для зубчатых колес.
Размеры венца звездочек роликовых и втулочных цепей (мм)
приведены на рис.3.22
Рис.3.22. Звездочка цепной передачи: б – двухрядной;г — однорядной
Основные размеры звездочек определяются по следующим соотношениям:
делительный диаметр d Д =p / sin (180 /z );
диаметр окружности выступов D e = p ; диаметр окружностей впадин Di = dД – 2r;
диаметр проточек D c =p ctg (180 /z ) 1,3h ;
Пример рабочего чертежа литого корпуса планетарного редуктора приведен на рис. 61. Отличие от приведенных выше корпусных деталей в отсутствии горизонтального разъёма. Исходя из конструкции деталей планетарной передачи корпус выполнен цельным, а детали вводят в боковую нишу, закрываемую боковой крышкой. Опоры размещены в корпусе, боковой крышке и в деталях передачи.
Водило составной конструкции выполнено заодно с тихоходным валом. В водиле закреплены оси сателлитов, вращающихся на подшипниках качения. При этом наружные кольца подшипников ставят с натягом в отверстия сателлитов, а внутренние – с зазором на оси. Корончатое колесо и боковая крышка поставлены в корпус по переходной посадке и закреплены винтами от перемещений.
11.13. Чертёж литой подшипниковой крышки
Пример рабочего чертежа накладной подшипниковой крышки приведен на рис. 63. На внутренней поверхности сквозной крышки предусмотрено место для размещения манжеты. На внешней поверхности выполнены цековки для размещения пружинных шайб.
Упорный торец принят коротким, что важно для уменьшения концентрации напряжений в углах крышки при затяжке винтов. Этой же цели служит допуск торцового биения плоскости контакта крышки с регулировочными прокладками.
11.14. Чертёж стакана
Пример рабочего чертежа стакана приведен на рис. 64. Стакан — цилиндрическая втулка для размещения в ней подшипников качения. При размещении двух подшипников стакан имеет большое отношение длины к диаметру. Длинные стаканы обычно имеют фланцы для их крепления к корпусу.
Рис. 64. Рабочий чертёж стакана
Наличие двух посадочных поверхностей – цилиндра и торца – требует корректировки цилиндрической формы. Так, проектируется канавка в углу фланца и цилиндра. Кроме того в местах расположения подшипников сделаны утолщения как внутри, так и снаружи втулки.
11.15. Чертёж шкива
Пример рабочего чертежа шкива приведен на рис. 65. Шкив выполнен литым со спицами переменного сечения. Ступица выполнена несимметричной, с формовочными уклонами. Трапецеидальная канавка проточена с углом 38º, меньшим, чем у ремня, для предотвращения заклинивания ремней в канавках. Преимущественные поверхности шкива – необработанные, о чём свидетельствует значок в правом верхнем углу.
11.16. Чертёж звёздочки
Пример рабочего чертежа звёздочки приведен на рис. 66. Приведенное изображение соответствует рабочему чертежу зубчатого колеса. В том числе таблица параметров, приведенная в правом углу. Практически по всем элементам чертежа ранее приведены пояснения и рекомендации.
12. СМАЗКА И УПЛОТНЕНИЯ
12.1. Смазка редуктора
Смазывание трущихся поверхностей уменьшает потери на трение, износ и нагрев деталей, а также предотвращает коррозию. Для смазки зубчатых и червячных передач используют жидкие нефтяные масла общего назначения — индустриальные и специальные – трансмиссионные, автомобильные и др. Специальные масла содержат присадки для улучшения эксплуатационных свойств.
Важнейшей характеристикой жидких смазок является вязкость. В справочни
Рис. 65. Рабочий чертёж шкива
Рис. 66. Рабочий чертёж звёздочки ках указывают величину кинематической вязкости n при 50ºС. Кинематическая вязкость (м 2 /с) – это отношение динамической вязкости смазочного материала к его плотности. За единицу динамической вязкости m (Па×с) принята вязкость среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении и разности скоростей слоев, находящихся на расстоянии 1 м по нормали к направлению скорости, равной 1 м/с, равно 1 Па.
Вязкость входит в обозначение марки масла. Например, турбинное масло 46 имеет n = (44…48)×10 -6 м 2 /с = 44…48 мм 2 /с, индустриальное масло И-20А – n = 17…23 мм 2 /с при t = 50°С.
Расчет клиноременной передачи, стоящей в приводе к галтовочному барабану
Разработка кинематической схемы машинного агрегата. Конструирование шкивов клиноременных передач, валов редуктора. Срок службы приводного устройства. Частота вращения выходного вала. Силовые и кинематические параметры привода галтовочного барабана.
Рубрика Производство и технологии Вид курсовая работа Язык русский Дата добавления 16.09.2017 Размер файла 365,8 K Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
ФГАОУ ВПО «Балтийский федеральный университет
Имени Иммануила Канта»
Институт транспорта и технического сервиса
По дисциплине «Детали машин»
расчет клиноременной передачи, стоящей в приводе к галтовочному барабану
преп. Ходоркова В.М.
Темой данной курсовой работы является расчет клиноременной передачи одноступенчатого редуктора, стоящего в приводе галтовочного барабана для снятия заусенцев после штамповки.
Целью курсовой работы является приобретение первых инженерных навыков по расчету и конструированию типовых деталей, узлов машин и механизмов на основе полученных теоретических знаний.
Основными задачами курсовой работы являются:
— ознакомление с научно-технической литературой по теме курсовой работы;
— изучение известных конструкций аналогичных машин и механизмов, анализ их достоинств и недостатков;
— осуществление необходимых расчетов с целью обеспечения заданных технических характеристик проектируемого устройства;
— выбор материалов и необходимой точности изготовления деталей узлов проектируемого устройства, шероховатости поверхностей, необходимых допусков и посадок, допусков формы и расположения;
— выполнение графической части курсовой работы в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД;
— составление необходимых описаний и пояснений к курсовой работе.
1. Разработка кинематической схемы машинного агрегата
1.1 Чертеж кинематической схемы
Исходные данные к расчетам. Задание 1. Вариант 1.
Окружная сила на барабане F,kH
Передача с клиновым ремнем
Окружная скорость барабана V, м/с
Диаметр барабана D, мм
Упругая втулочно-пальцевая муфта
Допускаемое отклонение скорости ленты д, %
Срок службы привода Lt, лет
1.2 Условия эксплуатации машинного агрегата
Данная кинематическая схема машинного агрегата (привод галтовочного барабана для снятия заусенцев после штамповки), включает в себя такие элементы как двигатель, передача с клиновым ремнем, цилиндрический редуктор, упругую втулочно-пальцевую муфту, галтовочный барабан. Агрегат устанавливается на машиностроительном предприятии. Работает в две смены с продолжительностью 8 часов, режим нагружения двигателя равномерный, нагрузка рабочей машины — со средней неравномерностью.
1.3 Срок службы приводного устройства
Lh = 365 * Lt * tc * Lc
Lh = 365 * 7* 1 * 8 = 20440 ч;
С учетом простоя:
Lh = 20440 — 15% = 17374 ч.
1.4 Частота вращения выходного вала, об/мин
для ленточных конвейеров, грузоподъемных и прочих машин:
nрм = 60·10і Vвых/(р Dвых)
1.5 Рекомендуемое min и max передаточное число привода
Uo’ min = 2,5 * 2,0 = 5,0;
Uo’ max = 8,0 * 7,0 = 56,0.
1.6 Расчетная min max частота вращения вала электродвигателя, мин-1
nдв р min = nрм uо’ min = 95,54 * 5 =477,7 ????№
nдв р mах = nрм uо’ mах = 95,54 * 56 =5350,24 ????№
1.7 Выбираем электродвигатель из условия
Рдв ? Рдв р; 1,5 ? 1,196
nдв р min< nдв < nдв р mах; 477,7 < 1415 < 5350,24
По всем параметрам наиболее подходящий асинхронный двигатель:
Рдв = 1,5 кВт, nдв = 1415 об/мин ;
Tmax / Tmin = 2,0 с синхронной частотой вращения 1500 об/мин
1.8 Максимальное допускаемые отклонения частоты вращения приводного вала рабочей машины
? nрм = nрм д/100 = (95,54 * 3 )/100 = 2,86
1.9 Допускаемая частота вращения приводного вала с учетом отклонения [nрм], об/мин
[nрм ] = 95,54 +2,86 = 98,4
1.10 Действительное общее число передаточного привода
Uо = nдв/[nрм ] = 1415/98,4 = 14,38
Uоп = 14,38/ 5,0 = 2,8
Определить силовые и кинематические параметры привода
Силовые параметры привода рассчитываются на валах привода из требуемой мощности двигателя Рдв и его номинальной частоты вращения при установившемся режиме. Формулы для определения данных параметров приведены в таблице
Силовые и кинематические параметры привода
Последовательность соединения элементов привода по кинематической схеме
Мощность Р1, кВт
Р1 = Рдв * зоп* зпк; Р1 = 1,5*0,94*0,993=1,4
Р2 = Р1 * ззп* зпк; Р2 = 1,4*0,93*0,993=1,3
Ррм = Р2 * зм* зпс; Ррм = 1,3*0,99*0,980=1,3
Рдв > Р1 > Р2 > Ррм
Угловая скорость щ, 1/с
щдв = р * nдв / 30
nдв > n1 > n2; щдв > щ1 > щ2
Вращающий момент Т, H*мм
Тдв = 9550 * Рдв / nдв
Т1 = 9550 * Р1 / n1
Т2 = 9550 * Р2 / n2
Т2 =(9550*1,3)/101,07 =122,8
Трм = Т2 * nм * nпс = 122,8*0,99*0,980 = 119,14
1.11 Предварительно определить диаметры валов из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях, мм
1.12 Силовые и кинематические параметры привода
Тип двигателя 4АМ80В4У3; Рдв = 1,5 кВт; nдв = 1415 мин?№
приводной рабочей машины
Передат-очное число u
Расчетная мощность Р, кВт
Угловая скорость щ, 1/с
Частота вращения n, об/мин
Вращающий момент Т, Н·м
Диаметр вала d, мм
2. Расчет клиноременной передачи
2.1 Проектировочный расчет
В данной главе курсовой работы конструируются ременные передачи открытого типа (оси валов параллельны, вращение шкивов в одном направлении) с прорезиненными ремнями А сечения.
2.1.1 Сечение ремня
Размеры и параметры поперечных сечений клиновых ремней
Обозначение сечений ремней
Минимальный диаметр ведущего шкива d1min,мм
Количество ремней z, шт.
Площадь поперечного сечения S,
2.1.2 Диаметр ведущего шкива, мм
Расчетный диаметр ведущего шкива d1
d1 d1min, d1=90мм.
2.1.3 Диаметр ведомого шкива мм
где — коэффициент упругого скольжения.
d’2 = d1 u(1 — е) = 90 * 2,8(1-0,02) = 246,96
Действительный диаметр, мм
(первый меньший) (ГОСТ 17383—73).
2.1.4 Действительное передаточное отношение передачи
Проверить отклонение действительного передаточного отношения ДU от заданного U:
2.1.5 Размер межосевого расстояния
— минимальное межосевое расстояние ,мм:
где -высота сечения клиновидного ремня.
а’min = 0,55 (90 + 250) + 6= 193 мм,.
-максимальное межосевое расстояние
а’mах = 2 (d1 + d2) = 2(90 +250) = 680 мм
2.1.6 Расчетная длина ремня , мм
Полученное значение L ‘р (мм) принять по стандарту из ряда чисел: 500, 550, 600, 700, 750, 800, 850, 900, 1000, 1050,1150, 1200, 1250, 1300, 1400, 1450, 1500, 1600, 1700, 1800, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000.
2.1.7 Уточнить значение межосевого расстояния а по стандартной длине Lp
При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения а на 0,01L для того, чтобы облегчить надевание ремня на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения а на 0,025L.
2.1.8 Угол обхвата ремнем ведущего шкива , град
Угол должен быть ? 120°.
Значение коэффициента, учитывающего влияние угла обхвата на ведущем шкиве:
2.1.9 Скорость ремня V, м/с:
редуктор галтовочный привод клиноременной
= 30 м/с — допускаемая скорость.
2.1.10 Число пробегов ремня
где [ v ] =30,0 с-1 — допускаемая частота пробега, Lp — стандартная длина ремня.
Соотношение условно выражает долговечность ремня и гарантирует срок службы 1000. 5000 ч.
2.1.11 Число ремней передачи z, шт
сL = f (Lp, сечения ремня)
2.1.12 Сила, нагружающая валы передачи ,H
Fоп = 2 Fо sin(б°1 /2) = 2*228,98 sin
где Fо = 0,5 Ft /ц = — предварительное натяжения ремня, Н;
= — окружное усилие, Н;
Для передач с периодическим контролем натяжения ремня:
F max = 1,3 Fоп = 1,3 * 453,94 = 590,122
Силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей ремня, Н:
F1 = Fо + Ft / 2 = F2 = Fо — Ft / 2 = = 2,29
2.2 Проверочный расчет
2.2.1 Прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви
где: а) — напряжение растяжения, ;
— в клиновом ремне.
б) — напряжение изгиба, ;
=95* — в плоском ремне,
= 80. 100- модуль продольной упругости при изгибе для прорезиненных ремней,
в) — напряжение от центробежных сил,
Здесь — плотность материала ремня, ;
= 1250. 1400 — для клиновых ремней;
г) — допускаемое напряжение растяжения:
= 10 — для клиновых ремней.
у max = 2,42+6,3+0,057 = 8,775 ? 10
Полученные в результате расчета параметры представляем в таблице 2.2.2.1.
Параметры клиновой передачи, мм
Количество ремней z
Межосевое расстояние а
Угол обхвата ведущего шкива б°1, град.
Частота пробегов ремня н, с?№
Диаметр ведущего шкива d1
Диаметр ведомого шкива d2
Максимальное напряжение уmax, Н/ммІ
Предварительное натяжение ремня Fo, Н
Сила давления ремня на вал Foп, Н
2.3 Конструирование шкивов клиноременных передач
диаметры шкивов — d1=90, d2=250, мм;
число ремней — z, шт.=3;
диаметр вала — dвал, мм=22;
скорость ремня V, м/с=6,66
2.3.1 Материал шкивов
При V до 30 м/с шкивы изготавливают из чугуна СЧ15, СЧ20 (ГОСТ 1412—85).
В зависимости от объемов выпуска шкивы изготавливают литыми, коваными, штампованными, цельными или сборными.
2.3.2 Ступицы шкивов
* Диаметр Dcm и длина Lcm ступицы, мм:
Dcm =1,60 — для чугунных,Dcm1 =1,6022 = 35,2 мм (принимаем Dcm=35 мм);
Dcm2 =1,6025 = 40 мм
Lcm1 = l,822 = 39,6 мм (принимаем Lcm =40 мм);
Lcm2 = l,825 = 45 мм
* Тип посадочных отверстий.
Посадка цилиндрического отверстия — Н7.
— отверстие в ступице — Ra = 1,6. 3,2;
— боковые поверхности ступицы — на класс ниже шероховатости обработки отверстия.
* Допуски формы и расположения поверхностей:
— осевое биение ступицы: 0,03 мм.
2.3.3 Конструкция и размеры шкивов
* Конструкция шкива = f(d).
Ведущий шкив изготовляем с диском, ведомый — со спицами.
* Размеры профиля канавок = f (сечения ремня), выбираются по таблице 3.4.2. методического пособия.
Размеры профиля канавок литых и точеных шкивов для клиновых ремней
Расчетные диаметры шкивов ,мм
* Наружный диаметр шкива:
de = d + 2t = 22 + 2 * 2,5 = 27 мм.
* Ширина венца шкива:
М = (z — 1)p + 2f = (3- 1) * 12 +2 * 8 = 40 мм.
* Определение размеров шкивов со спицами:
— число спиц принимают в зависимости от диаметра:
— размеры спиц эллиптического сечения при отношении а/с = 0,4:
где Т — крутящий момент, Н*м;
= 30 МПа — допускаемое напряжение для чугунов.
Тогда: с2 = 0,8 с1 =21,53 ( 22 ) мм;
а1 = 0,4 с1 =10,76; ( 11 ) мм
а2 = 0,8 а1 =8,6 ( 9 ) мм
2.3.4 Шероховатость поверхностей шкивов
— рабочая поверхность шкива: = 0,8…1,25;
-поверхности ступицы: = 1,6…3,2;
— другие обрабатываемые поверхности: = 6,3…12,5;
— неуказанные предельные отклонения размеров обрабатываемых поверхностей:
охватываемых — h14, охватывающих — H14, прочих — 0,5 IT14.
2.3.5 Отклонения формы и расположения поверхностей шкивов (ГОСТ 20889-88)
* Допуск биения конусной рабочей поверхности канавки шкива на каждые 100 мм диаметра относительно оси вращения должен быть не более:
0,20 мм — при частоте вращения шкива до 80;
* Допуск осевого биения поверхности обода относительно оси посадочного отверстия 0,06мм;
* Отклонения размеров поверхностей ступицы 0,03 мм;
* Предельные отклонения угла канавки шкивов, обработанных резанием, должны быть не более:
3. Конструирование валов редуктора
Основными критериями работоспособности проектируемых редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию — совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия).
Конструирование валов производится в процессе выполнения сборочного чертежа редуктора.
Принятое конструктивное оформление вала, окружающие и установленные на нем части редуктора, технологические, монтажные и эксплуатационные требования к валу определяют:
1) необходимые допуски и посадки;
2) требования к шероховатости поверхности;
3) допуски формы и расположения его поверхности.
3.1 Материалы валов и их термообработка
Прямые валы и оси для средних нагрузок изготавливаются без термообработки из углеродистых сталей 25, 30, 35, СтЗ, Ст4, Ст5. В некоторых случаях применяется сталь 40, 45 или 40Х с термообработкой (улучшение).
Тяжело на груженные валы и оси изготавливаются из легированных сталей 40X11, 40ХНМА, 30ХГС и др. с последующей термообработкой.
При повышенных требованиях к твердости рабочих поверхностей, например цапф, шлицов, применяются цементированные стали 20Х, 12ХНЗА или азотированные стали типа 38МЮА.
Для вал-шестерен материал вала определяется материалом шестерни. Участок вала в месте установки уплотнений рекомендуется термически обработать на глубину h 0,3. 0,4 мм, 45. 48HRC.
3.2 Определение геометрических параметров ступеней валов
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на нем деталей.
Проектный расчет ставит целью ориентировочно определить геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину l.
Расчет оборотов шкивов ременной передачи онлайн калькулятор
Увеличение или уменьшение оборотов при помощи шкивов.
Как рассчитать диаметр шкивов для передачи? Увеличение оборотов шкивами.
Размеры шкивов и ремней.
Програма подбора и расчета нагрузок — качаем, устанавливаем и сами считаем ремни и шкивы.
Многие задаются вопросом — как подобрать шкивы по звездам?
Как рассчитать обороты на шкивах?
Какие диаметры шкивов необходимы для получения нужного передаточного отношения?
Общая характеристика
Устройство клиноременной передачи предполагает использование особого способа приведения в действие всего механизма. При этом применяется энергия, производимая в процессе вращательного момента. Это обеспечивает ременная передача. Она использует механическую энергию, которую впоследствии передает другому механизму.
Такая конструкция состоит из ремня и минимум двух шкивов. Первый из названных конструкционных элементов изготавливается чаще всего из резины. Ремень клиноременной передачи изготавливается из материала, который прошел специальную обработку. Это позволяет представленному элементу быть устойчивым к средним и небольшим механическим воздействиям, повышенным температурам.
Среди ременных передач клиноременная является самой востребованной. Эту конструкцию сегодня достаточно часто применяют при производстве автомобилей, а также прочих разновидностей транспортных средств.
Как рассчитать шкивы зная обороты двигателя
Работы по переборке электродвигателя подходят к завершению. Приступаем к расчёту шкивов ремённой передачи станка. Немного терминологии по ремённой передаче.
Главными исходными данными у нас будут три значения. Первое значение это скорость вращения ротора (вала) электродвигателя 2790 оборотов в минуту. Второе и третье это скорости, которые необходимо получить на вторичном валу. Нас интересует два номинала 1800 и 3500 оборотов в минуту. Следовательно, будем делать шкив двухступенчатый.
Заметка! Для пуска трёхфазного электродвигателя мы будем использовать частотный преобразователь поэтому расчётные скорости вращения будут достоверными. В случае если пуск двигателя осуществляется при помощи конденсаторов, то значения скорости вращения ротора будут отличаться от номинального в меньшую сторону. И на этом этапе есть возможность свести погрешность к минимуму, внеся поправки. Но для этого придётся запустить двигатель, воспользоваться тахометром и замерить текущую скорость вращения вала.
Наши цели определены, переходим выбору типа ремня и к основному расчёту. Для каждого из выпускаемых ремней, не зависимо от типа (клиноременный, поликлиновидный или другой) есть ряд ключевых характеристик. Которые определяют рациональность применения в той или иной конструкции. Идеальным вариантом для большинства проектов будет использование поликлиновидного ремня. Название поликлиновидный получил за счет своей конфигурации, она типа длинных замкнутых борозд, расположенных по всей длине. Названия ремня происходит от греческого слова «поли», что означает множество. Эти борозды ещё называют по другому – рёбра или ручьи. Количество их может быть от трёх до двадцати.
Поликлиновидный ремень перед клиноременным имеет массу достоинств, таких как:
- благодаря хорошей гибкости возможна работа на малоразмерных шкивах. В зависимости от ремня минимальный диаметр может начинаться от десяти – двенадцати миллиметров;
- высокая тяговая способность ремня, следовательно рабочая скорость может достигать до 60 метров в секунду, против 20, максимум 35 метров в секунду у клиноременного;
- сила сцепления поликлинового ремня с плоским шкивом при угле обхвата свыше 133° приблизительно равна силе сцепления со шкивом с канавками, а с увеличением угла обхвата сила сцепления становится выше. Поэтому для приводов с передаточным отношением свыше трёх и углом обхвата малого шкива от 120° до 150° можно применять плоский (без канавок) больший шкив;
- благодаря легкому весу ремня уровни вибрации намного меньше.
Принимая во внимание все достоинства поликлиновидных ремней, мы будем использовать именно этот тип в наших конструкциях. Ниже приведена таблица пяти основных сечений самых распространённых поликлиновидных ремней (PH, PJ, PK, PL, PM).
Обозначение PH PJ PK PL PM Шаг ребер, S, мм 1.6 2.34 3.56 4.7 9.4 Высота ремня, H, мм 2.7 4.0 5.4 9.0 14.2 Нейтральный слой, h0, мм 0.8 1.2 1.5 3.0 4.0 Расстояние до нейтрального слоя, h, мм 1.0 1.1 1.5 1.5 2.0 Минимальный диаметр шкива, db, мм 13 20 45 75 180 Максимальная скорость, Vmax, м/с 60 60 50 40 35 Диапазон длины, L, мм 1140…2404 356…2489 527…2550 991…2235 2286…16764 Рисунок схематичного обозначения элементов поликлиновидного ремня в разрезе.
Как для ремня, так и для ответного шкива имеется соответствующая таблица с характеристиками для изготовления шкивов.
Сечение PH PJ PK PL PM Расстояние между канавками, e, мм 1,60±0,03 2,34±0,03 3,56±0,05 4,70±0,05 9,40±0,08 Суммарная погрешность размера e, мм ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3 ±0,3 Расстояние от края шкива fmin, мм 1.3 1.8 2.5 3.3 6.4 Угол клина α, ° 40±0,5° 40±0,5° 40±0,5° 40±0,5° 40±0,5° Радиус ra, мм 0.15 0.2 0.25 0.4 0.75 Радиус ri, мм 0.3 0.4 0.5 0.4 0.75 Минимальный диаметр шкива, db, мм 13 20 45 75 180 Минимальный радиус шкива задаётся не спроста, этот параметр регулирует срок службы ремня. Лучше всего будет если немного отступить от минимального диаметра в большую сторону. Для конкретной задачи мы выбрали самый распространённый ремень типа «РК». Минимальный радиус для данного типа ремней составляет 45 миллиметров. Учтя это, мы будем отталкиваться ещё и от диаметров имеющихся заготовок. В нашем случае имеются заготовки диаметром 100 и 80 миллиметров. Под них и будем подгонять диаметры шкивов.
Начинаем расчёт. Приведём ещё раз наши исходные данные и обозначим цели. Скорость вращения вала электродвигателя 2790 оборотов в минуту. Ремень поликлиновидный типа «РК». Минимальный диаметр шкива, который регламентируется для него, составляет 45 миллиметров, высота нейтрального слоя 1,5 миллиметра. Нам нужно определить оптимальные диаметры шкивов с учётом необходимых скоростей. Первая скорость вторичного вала 1800 оборотов в минуту, вторая скорость 3500 оборотов в минуту. Следовательно, у нас получается две пары шкивов: первая 2790 на 1800 оборотов в минуту, и вторая 2790 на 3500. Первым делом найдём передаточное отношение каждой из пар.
Расчет клиноременной передачи
** – вариант мощности выбирается по порядковому номеру студента в списке группы /у заочников по последней цифре номера зачетки/, при этом если цифра более 6, нумерация проводится по кругу; вариант частоты вращения выбирается по первой букве фамилии.
*** – передаточное число редуктора – подобрать самостоятельно
Расчет производится на основе ранее полученных данных и использования справочной литературы.Краткие сведения о клиноременной передаче
1 Назначение передачи.
Основное назначение – передача механической энергии от двигателя передаточным и исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения и повышением вращающего момента.
2. Устройство передачи.
Клиноременная передача – это передача гибкой связью, состоящая из ведущего 1 и ведомого 2 шкивов и надетого на них ремня 3. В состав передачи могут также входить натяжные устройства. Обычно применяется несколько ремней.
По форме поперечного сечения ремни такой передачи – клиновые. Их изготавливают бесконечными замкнутыми.
3. Достоинства и недостатки.
Достоинствами клиноременной передачи трением: возможность передачи движения на значительные расстояния; возможность работы с высокими скоростями; плавность и малошумность работы; предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки и ударов; защита от перегрузки за счет проскальзывания ремня по шкиву; простота конструкции; отсутствие смазочной системы; низкая стоимость.
Недостатки: значительные габариты; значительные силы, действующие на валы и опоры; непостоянство передаточного отношения; малая долговечность ремней в быстроходных передачах; необходимость защиты ремня от попадания масла.
Приведите схему клиноременной передачи и опишите ее.
Расчет клиноременной передачи
1. Выбор сечения ремня.
Основной деталью передачи является приводной бесконечный ремень. Выбор необходимого сечения ремня определяется в зависимости от передаваемой мощности и частоты вращения ведущего шкива.
При , по графику рис.11 [3, стр. 17] подходят ремни сечением О с размерами приведенными в табл. 1 [3, стр. 16]
Высота сечения ремня ;
Площадь сечения ремня ;
Масса 1 м длины ремня =0,06кг/м;
Минимальный диаметр шкива .
2. Определим диаметр шкивов.
С целью увеличения рабочего ресурса работы передачи принимаем . Из стандартного ряда по табл. 2 [3, стр. 16] выбираем ближайшее большее значение .
Определим расчетный диаметр ведомого шкива
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного по табл. 2 [3, стр. 16].
С учетом коэффициента относительного скольжения уточним передаточное число
Отличие от заданного передаточного числа
что меньше допустимого отклонения 5%
3. Определим межосевое расстояние клиноременной передачи.
К расчету принимаем промежуточное значение
4. Определим расчетную длину ремня
Полученную расчетную длину ремня округляем до ближайшего стандартного значения по табл. 1 [3, стр. 16]
Уточним межосевое расстояние
5. Определим угол обхвата ремнями ведущего шкива:
6. Определим число ремней
где – коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте, приняв ориентировочно по табл. 4 [3, стр. 20];
– мощность, передаваемая одним ремнем в условиях эксплуатации при заданном режиме работы,
где – номинальная мощность, передаваемая одним ремнем, по табл. 5 [3, стр. 21];
– коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата, по табл. 6 [3, стр. 22];
– коэффициент, учитывающий длину ремня, по табл. 8 [3, стр. 23];
– коэффициент, учитывающий влияние режима работы, по табл. 10 [3, стр. 24];
Полученное значение округляем до целого большего значения .
7. Определим окружную скорость ремня
8. Определим начальное натяжение каждой ветви одного ремня
где – коэффициент центробежных сил, по табл. 11 [3, стр. 24];
9. Определим силы, действующие на валы и опоры
10. Определим средний рабочий ресурс принятых ремней
где – ресурс работы ремней, ;
– коэффициент тяжелого режима работы, ;
– коэффициент влияния климата,
11. Определим суммарное число ремней, необходимое на весь срок службы привода
По результатам расчетов принимаем:
Ремень О – 1000 Ш ГОСТ 1284.1-80 – ГОСТ 1284.3-80 Конструирование ведомого шкива.
Для ремня сечением О по табл. 12 [3, стр. 27] выбираем размеры профиля канавок шкива.
С учетом того, что количество ремней 4 шт., конструктивная ширина шкива
В соответствии с расчетом диаметр шкива . Наружный диаметр ведомого шкива:
Принимаем для изготовления шкива чугун марки СЧ20 ГОСТ 1412-85.
Толщина обода для чугунного шкива
Внутренний диаметр обода ведомого шкива
Толщина диска ведомого шкива
С учетом большой ширины шкива принимаем
Вращающий момент на валу
Тогда диаметр вала
Принимаем диаметр вала
Диаметр ступицы для чугунного шкива
Принимаем диаметр ступицы
С учетом большой ширины шкива принимаем длину ступицы
Для снижения массы шкива и удобства транспортировки в диске выполняем 4 отверстия . Диаметр окружности на которой выполняем отверстия
Принимаем диаметр для выполнения отверстий
Для передачи вращающего момента от шкива на ведущий вал редуктора предусматриваем шпоночное соединение. Выбираем шпонку для по прил. 2 [3, стр. 57].
Фаска шпонки Св. 17 до 22 0,25 3,5 2,8 40 мм Для исключения концентрации напряжений между ступицей ведомого шкива и диском шкива предусматриваем скругление радиусом .
Для более легкого захода вала редуктора в шкив предусматриваем фаски глубиной .
На наиболее важные размеры ведомого шкива (диаметр вала и шпоночный паз) назначаем посадки (Н7 – для диаметра вала, js7 – для шпоночного паза) и отклонения размеров (+0,2 мм для глубины паза ступицы).
На несопрягаемые поверхности шкива назначаем шероховатости по
прил. 3 [3, стр. 58]: на диаметр отверстия ступицы 1,6 мкм; на торцы
шкива 3,2 мкм; на рабочие поверхности канавок шкива 2,5 мкм; на боковые (рабочие) поверхности шпоночного паза 1,6 мкм; на нерабочую поверхность шпоночного паза 3,2 мкм; неуказанные шероховатости 25 мкм.На наиболее важные поверхности шкива назначаем допуски и отклонения формы: цилиндричность 0,009 мм; перпендикулярность 0,03 мм; параллельность 0,02 мм; симметричность 0,08 мм. Все отклонения формы (кроме цилиндричности) назначаются относительно базовой поверхности А.
