Расчет на прочность деталей машин

110		z1		z2
100						1000
90						900
						800
80						700
						600
70						500
60						400
						300
50
						250
40						200
						150

	30	100
		90
		80
	25	70
		60
		50
	20	40
		30
	15	25
		20
		15
		12
	0

i

10

9

8

7

6

5

4

3

2,5

2

1,5

1

Рис. 68. Номограмма зависимости между числом зубьев и передаточным отношением

111

13. Ременные передачи

Ременные передачи (рис. 69) работают на принципе использования трения и применения гибкой связи между ведущим и ведомым шкивом [16, 19].

n	,T
1		1

d1 d2

1

a

n2 ,T2

Рис. 69. Схема ременной передачи

По форме сечения ремня передачи различают: плоскоременные, клиноременные, круглоременные и с поликлиновым ремнем.

Достоинства ременных передач: простота и дешевизна конструкций. Недостаток – вытягивание ремня и необходимость применения натяжных устройств.

13.1 Расчет ременных передач
Диаметр ведущего шкива ориентировочно определяют по формуле
d1=3…43	T 103	, мм.	(13.1.1)
1
где T1 – момент на ведущем шкиве.
Диаметр ведомого шкива
d2=d1 i(1– ), мм,			(13.1.2)
где i – передаточное число,
=0,015…0,002 – коэффициент проскальзывания ремня.

Диаметры шкивов выбирают по ГОСТ 17383-72 из ряда 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000.

Скорость ремня

V d1n1 , м/с,

60 1000

где n1 – частота вращения ведущего шкива Предельные значения межцентрового расстояния: amin = 0,55(d1+d2)+h , мм; amax=2(d1+d2), мм.

Рекомендуемое межосевое расстояние выбирают по табл. 53. Предварительное межцентровое расстояние aо=1,5(d1+d2), мм. Расчетная длина ремня

L	a				(d d		)	(d	1	d	2	)2	, мм.
				2						4a
o		o			1	2
										o

(13.1.3)

(13.1.4)

112

Таблица 54

Рекомендуемое межцентровое расстояние

Передаточное число i	1	2	3	4	5	6
L/d1	1,5	1,2	1	0,95	0,9	0,85

После расчета L0 выбирают длину ремня из ряда L= 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10 000 мм.

После принятия длины ремня L, мм уточняют межцентровое расстояние по формуле

1							2		2
a		(L		(d1 d2))	[L		(d1 d2)]	2(d2 d1)		, мм.	(13.1.5)
			2
4					2

Угол обхвата меньшего шкива (рекомендуется 1 120°)

1	180 o	60(d2 d1 )	.	(13.1.6)
		a

Ориентировочное число ремней в комплекте

z	OP			NCP		,	(13.1.7)
			N	C C
					L
				O

где N0 – мощность, передаваемая одним ремнем, в зависимости от сечения ремня выбирается по табл. 56 – 61;

C – коэффициент, зависящий от угла обхвата (табл. 62);

СР – коэффициент, учитывающий характер нагрузки и режим работы (табл. 63); CL – коэффициент, учитывающий длину ремня (табл. 64).

Расчетное число ремней

z	P		zOP	,	(13.1.8)
			CZ

где Сz – коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте (табл. 54). После определения zp принимают целое число ремней z.

Таблица 54

Коэффициент Сz, учитывающий число ремней в комплекте

Число ремней в комплекте				Сz
2...3				0,95
4...6				0,90
более 6				0,85
Число пробегов ремня в секунду
U	1000 V		15.	(13.1.9)
		L

Натяжение на одну ветвь ремня в покое (коэффициент СР для односменной работы)

F	850 NCPCL	V 2	, Н,	(13.1.10)
1	zVC

где – коэффициент, усиливающий влияние центробежных сил, зависящий от сечения ремня, Нс2/м2 (табл. 55).

113

																							Таблица 55
				Коэффициент, усиливающий влияние центробежных сил
			Сечение ремня								0				А				Б			В			Г
			, Нс2/м2								0,06				0,1				0,18			0,3			0,6
				Номинальная мощность, кВт, передаваемая одним																			Таблица 56
						ремнем сечения 0 при Lp=1320 мм
d1,							Частота вращения меньшего шкива, мин-1
		i
мм
			200	400	700	800		950							1200145016002000240028003200360040004500500055006000
		1,00	0,09	0,17	0,27	0,3		0,34	0,41			0,48	0,51		0,61	0,7	0,78		0,85	0,91 0,97 1,03			1,07		1,1	1,11
63
		≥3,000,11		0,19	0,3	0,34		0,38	0,47			0,54	0,59		0,69 0,79 0,88				0,97	1,04	1,1	1,17	1,22		1,25	1,26
		1,0	0,11	0,2	0,33	0,37		0,42	0,51			0,59	0,64		0,76 0,88 0,98				1,07	1,15 1,22 1,29			1,35		1,38	1,39
71
		≥3,0 0,13		0,23	0,37	0,42		0,48	0,58			0,68	0,73		0,87	1,0	1,11		1,22	1,31 1,39 1,48			1,54		1,51	1,58
		1,0	0,14	0,25	0,4	0,44		0,51	0,62			0,72	0,78		0,93 1,07 1,20				1,31	1,41 1,49 1,57			1,63		1,65	1,65
80
		≥3,0 0,15		0,28	0,45	0,5		0,58	0,71			0,82	0,89		1,06 1,22 1,36				1,49	1,6	1,7	1,79	1,86		1,88	1,88
		1,0	0,16	0,29	0,47	0,53		0,61	0,74			0,86	0,94		1,12 1,28 1,43				1,56	1,67 1,77 1,85			1,9		1,9	1,86
90
		≥3,0	0,18	0,33	0,54	0,6		0,69	0,84			0,99	1,07		1,27	1,46	1,63		1,78	1,91	2,01	2,11	2,16		2,17	2,12
		1,0	0,18	0,34	0,54	0,61		0,71	0,86			1,0	1,09		1,3	1,49	1,65		1,8	1,92	2,01	2,09	2,11		2,08	2,0
100
		≥3,0	0,21	0,38	0,62	0,7		0,8	0,98			1,14	1,24		1,48	1,69	1,89		2,05	2,19	2,29	2,38	2,41		2,38	2,28
≥		1,0	0,21	0,39	0,63	0,71		0,82	1,0			1,17	1,25		1,51	1,72	1,91		2,06	2,19	2,27	2,32	2,3		2,21	–
112
		≥3,0	0,24	0,44	0,72	0,81		0,94	1,14			1,33	1,44		1,72	1,96	2,17		2,35	2,49	2,59	2,65	2,63		2,52	–

114

				Номинальная мощность, кВт, передаваемая одним													Таблица 57
						ремнем сечения А при Lp=1700 мм
	d1,						Частота вращения меньшего шкива, мин-1
		i	200	400	700	800	950				120014501600180020002200240026002800320036004000								4500
	мм
		1,00	0,22	0,39	0,61	0,68	0,77	0,93	1,07	1,15	1,24 1,34	1,42	1,5	1,58	1,64	1,75	1,83	1,87	1,88
	90
		≥3,00,25		0,44	0,69	0,77	0,88	1,05	1,21	1,31	1,42 1,53	1,62	1,71	1,8	1,87	2,0	2,09	2,14	2,14
		1,0	0,26	0,47	0,74	0,83	0,95	1,14	1,32	1,42	1,54 1,66	1,77	1,87	1,97	2,05	2,19	2,28	2,34	2,33
	100
		≥3,0	0,3	0,53	0,84	0,94	1,08	1,3	1,5	1,62	1,76 1,89	2,02	2,14	2,24	2,34	2,49	2,6	2,66	2,66
		1,0	0,31	0,56	0,9	1,0	1,15	1,39	1,61	1,74	1,89 2,04	2,18	2,3	2,41	2,51	2,68	2,78	2,83	2,79
	112
		≥3,00,36		0,64	1,02	1,14	1,31	1,59	1,84	1,98	2,16 2,33	2,48	2,62	2,75	2,87	3,05	3,17	3,22	3,18
		1,0	0,37	0,67	1,07	1,19	1,37	1,66	1,92	2,07	2,26 2,44	2,6	2,74	2,87	2,98	3,16	3,26	3,28	3,17
	125
		≥3,00,42		0,76	1,22	1,36	1,57	1,89	2,19	2,36	2,58 2,78	2,96	3,12	3,27	3,4	3,6	3,72	3,74	3,62
		1,0	0,43	0,78	1,26	1,41	1,62	1,96	2,28	2,45	2,67 2,87	3,06	3,22	3,36	3,48	3,65	3,79	3,67	3,44
	140
		≥3,00,49		0,89	1,43	1,6	1,85	2,24	2,59	2,79	3,04 3,27	3,48	3,67	3,83	3,97	4,16	4,24	4,19	3,92
		1,0 0,51		0,94	1,51	1,69	1,95	2,36	2,73	2,94	3,19 3,42	3,63	3,8	3,95	4,06	4,19	4,17	–	–
	160
		≥3,00,58		1,07	1,72	1,93	2,22	2,69	3,11	3,35	3,64 3,90	4,13	4,33	4,5	4,63	4,78	4,75	–	–
		1,0 0,59		1,09	1,76	1,97	2,27	2,74	3,16	3,4	3,68 3,93	4,14	4,32	4,45	4,54	4,58	–	–	–
	180
		≥3,00,58		1,24	2,0	2,24	2,59	3,12	3,61	3,87	4,19 4,48	4,72	4,92	5,07	5,18	5,22	–	–	–

115

Таблица 58

Номинальная мощность, кВт, передаваемая одним ремнем сечения Б при Lp=2240 мм

	d1,	i				Частота вращения меньшего шкива, мин-1
			300	400	500	600	700	800	950	1000	1200	1450	1600	1800	2000	2200	2400	2600
	мм
		1,00	0,67	0,84	1,0	1,16	1,3	1,44	1,64	1,7	1,93	2,19	2,33	2,5	2,64	2,76	2,85	2,92
	125
		≥3,0	0,76	0,96	1,14	1,32	1,48	1,64	1,86	1,93	2,2	2,5	2,66	2,85	3,01	3,15	3,25	3,33
		1,0	0,83	1,05	1,26	1,45	1,64	1,82	2,08	2,16	2,47	2,82	3,0	3,23	3,42	3,58	3,7	3,79
	140
		≥3,0	0,95	1,2	1,43	1,66	1,87	2,08	2,37	2,46	2,82	3,21	3,42	3,68	3,9	4,08	4,22	4,33
		1,0	1,04	1,32	1,59	1,84	2,09	2,32	2,66	2,76	3,17	3,62	3,86	4,15	4,4	4,6	4,75	4,85
	160
		≥3,0	1,18	1,51	1,81	2,1	2,38	2,65	3,03	3,15	3,61	4,13	4,4	4,73	5,01	5,24	5,41	5,52
		1,0	1,25	1,59	1,91	2,23	2,53	2,81	3,22	3,35	3,85	4,39	4,68	5,02	5,30	5,52	5,67	5,75
	180
		≥3,0	1,42	1,81	2,18	2,54	2,88	3,21	3,67	3,82	4,38	5,01	5,34	5,73	6,05	6,29	6,47	6,56
		1,0	1,45	1,85	2,24	2,6	2,96	3,3	3,77	3,93	4,5	5,13	5,46	5,83	6,13	6,35	6,47	6,5
	200
		≥3,0	1,65	2,11	2,55	2,97	3,37	3,76	4,30	4,48	5,13	5,85	6,22	6,65	6,99	7,24	7,42	7,46
		1,0	1,67	2,17	2,62	3,05	3,47	3,86	4,42	4,6	5,26	5,97	6,33	6,73	7,02	7,19	7,25	7,17
	224
		≥3,0	1,93	2,47	2,99	3,48	3,95	4,4	5,04	5,24	6,0	6,81	7,22	7,71	8,05	8,25	8,31	8,22
		1,0	1,95	2,5	3,03	3,53	4,0	4,46	5,10	5,3	6,04	6,82	7,2	7,63	7,87	7,97	7,89	–
	250
		≥3,0	2,23	2,85	3,45	4,02	4,56	5,08	5,81	6,04	6,89	7,82	8,25	8,69	8,97	9,07	8,99	–
		1,0	2,25	2,89	3,49	4,06	4,61	5,13	5,85	6,08	6,90	7,76	8,13	8,46	8,60	8,53	–	–
	280
		≥3,0	2,57	3,29	3,96	4,63	5,26	5,85	6,67	6,93	7,91	8,84	9,26	9,64	9,80	9,72	–	–

116

Таблица 59

		Мощность, кВт, передаваемая одним ремнем сечения В при Lp=3750 мм
	d1,		i				Частота вращения меньшего шкива, мин–1
				100	200	300	400	500		600		700	800	950	1000		1100	1200	1300	1450	1600	1800
	мм
			1,00	0,79	1,39	1,92	2,41	2,87		3,30		3,69	4,07	4,58	4,73		5,03	5,29	5,53	5,84	6,07	6,28
	200
			≥3,00	0,90	1,58	2,19	2,75	3,27		3,76		4,21	4,64	5,22	5,40		5,73	6,03	6,31	6,66	6,93	7,16
			1,0	0,95	1,7	2,37	2,99	3,58		4,12		4,64	5,12	5,78	5,98		6,36	6,71	7,01	7,45	7,75	8,0
	224
			≥3,0	1,09	1,94	2,70	3,41	4,08		4,70		5,29	5,83	6,58	6,82		7,25	7,69	8,04	8,49	8,83	9,12
			1,0	1,13	2,03	2,85	3,62	4,33		5,0		5,64	6,23	7,04	7,29		7,79	8,21	8,58	9,04	9,38	9,63
	250
			≥3,0	1,29	2,32	3,25	4,12	4,94		5,71		6,43	7,10	8,07	8,35		8,88	9,36	9,78	10,3010,6910,97
			1,0	1,34	2,42	3,40	4,32	5,19		6,00		6,76	7,52	8,49	8,78		9,32	9,81	10,2210,7211,0011,22
	280
			≥3,0	1,52	2,76	3,88	4,93	5,92		6,84		7,76	8,57	9,67			10,0010,6211,1711,6512,2212,6012,79
			1,0	1,57	2,86	4,04	5,14	6,17		7,14		8,09	8,92		10,0510,3811,0011,5311,9712,4512,7212,67
	315
			≥3,0	1,79	3,26	4,60	5,86	7,03		8,18		9,21			10,1711,4511,8312,5313,1413,6414,2014,4914,44
			1,0	1,84	3,36	4,75	6,05	7,27		8,45		9,50	10,4611,73		12,1	12,7613,3113,7314,1214,1913,73
	355
			≥3,0	2,10	3,82	5,41	6,90	8,33		9,62			10,8211,9213,3613,7914,5415,1615,6416,0916,1715,65
			1,0	2,13	3,91	5,54	7,06	8,52		9,82			11,0212,1013,4813,8614,5315,0415,3715,53								–	–
	400
			≥3,0	2,43	4,45	6,31	8,09	9,70		11,1912,5613,7915,36					15,8	16,5617,1317,52 17,7					–	–
			1,0	2,46	4,51	6,40	8,20	9,81		11,2912,6313,8015,2315,6116,2116,5916,74										–	–	–
	≥450
			≥3,0	2,80	5,15	7,30	9,34			11,1812,8714,3915,7217,3517,7818,4718,9119,07										–	–	–

117

			Номинальная мощность, кВт, передаваемая одним												Таблица 60
					ремнем сечения Г при Lp=6000 мм
d1,					Частота вращения меньшего шкива, мин–1
	i	100	150	200	250	300	350	400	450	500	600	700	800	950	1000 1100 1200
мм
	1,00	3,01	4,20	5,31	6,36	7,35	8,34	9,24 10,0910,9012,3913,7014,8316,1516,4816,9317,25
355
	≥3,00	3,43	4,79	6,06	7,25	8,43	9,50 10,5211,5012,4214,1215,6116,9018,4018,7819,3619,66
	1,0	3,66	5,14	6,52	7,88	9,13 10,3211,4512,5213,5515,4217,0718,4620,0620,4520,9921,20
400
	≥3,0	4,17	5,86	7,48	8,98 10,4011,7513,0414,2715,4417,5719,4521,0422,8523,3023,9224,16
	1,0	4,37	6,17	7,90	9,50 11,0212,4713,8515,1616,4018,6720,6322,2524,0124,3924,8424,84
450
	≥3,0	4,98	7,03	9,00 10,8212,5614,2115,7817,2818,6921,2823,5125,3627,36 27,8 28,3228,31
	1,0	5,08	7,18	9,21 11,0912,8814,5816,2017,7319,1721,7823,9925,7627,5027,8228,0227,61
500
	≥3,0	5,79	8,23	10,4912,6414,6816,6218,4620,2121,8524,8227,3429,3531,3431,7031,9431,47
	1,0	5,91	8,43	10,7612,9715,0717,0618,9520,7222,3825,3227,7329,5531,0431,1730,85													–
560
	≥3,0	6,74	9,60	12,2614,7817,1719,4521,5923,6125,5028,8631,6133,6835,3835,5335,16													–
	1,0	6,88	9,82	12,5415,1317,5719,8822,0524,0725,9429,1831,6833,3834,19											–	–	–
630
	≥3,0	7,89 11,1914,2917,2420,0222,6625,1327,4329,5633,2536,1138,0438,97													–	–	–

118

Окончание табл. 60

d1,		i									Частота вращения меньшего шкива, мин–1
мм
			100			150			200		250		300		350			400		450		500			600			700			800		950		1000			1100		1200
		1,0	8,01										11,3814,5517,5420,3522,9925,4527,7129,7633,1835,5936,8736,35																							–		–		–
710
		≥3,0	9,13										12,9716,5819,9923,2026,2129,0131,5833,9237,8240,5742,0241,44																							–		–		–
		1,0	9,22								13,1116,7620,1823,3926,3629,0831,5533,7237,1339,1439,55																							–		–		–		–
800
		≥3,0	10,5114,9419,10								23,0 26,6630,0433,1535,9638,4442,3344,6145,08																							–		–		–		–
												Рекомендуемые сечения ремня																								Таблица 61
		Передаваемая																		Скорость ремня, м/с
	мощность, кВт														V≤5									V=5...10												V>10
				≤1											0, А											0, А											0
			1...2											0, А, Б												0, А										0, А
			2...4												А, Б										0, А, Б											0, А
	4...7,5														Б, В											А, Б										А, Б
	7,5...15															В										Б, В										Б, В
	15...30															–											В									В, Г
	30...60															–										Г, Д										В, Г
	60...120															–											Д									Г, Д
	120...200															–										Д, Е										Г, Д
			>200													–																				Д, Е
												Коэффициент угла обхвата Сα																								Таблица 62
Угол об-				180				170			160			150			140			130			120				110			100				90			80		70
хвата α
	Сα			1,0			0,98				0,95			0,92			0,89			0,86			0,82				0,76			0,73				0,68		0,62			0,56

119

	Средний; умеренные колебания на-	Легкий; нагрузка спокой-
	грузки; максимальная кратковремен-	ная; максимальная кратко-		Режим работы и характер нагрузки
	ная нагрузка до 150% от номиналь-	временная нагрузка до 120%
	ной	от номинальной
	Станки фрезерные, зубофрезерные	Станки с непрерывным
		процессом резания; токарные,
	и револьверные; электрические гене-
	раторы; поршневые насосы и ком-	сверлильные, шлифовальные,
		легкие вентиляторы, насосы и			Типы машин
	прессоры с тремя и более цилиндра-
		компрессоры центробежные и
	ми; вентиляторы и воздуходувки;	ротационные, ленточные кон-
	цепные конвейеры; элеваторы и др.
		вейеры, и др
	1,1	1,0	1		Электродвигатель переменного
					тока, электродвигатель постоян-
120	1,2	1,1	2
					ного тока шунтовой, турбины
	1,5	1,4	3	работысменЧисло
	1,61,41,2	1,51,21,1	321		Электродвигатель постоянного
					тока компаундный, двигатель
					внутреннего сгорания с частотой
				ремней	вращения свыше 600 мин–1
	1,51,3	1,41,2	21		Электродвигатель переменного
					тока с повышенным пусковым
					моментом; электродвигатель по-
					стоянного тока; двигатель внут-
					реннего сгорания с частотой вра-
	1,7	1,6
			3		щения ниже 600 мин–1

С работы режима и нагрузки динамичности Коэффициент	Таблица
р
	63