5.1.2 Рекомендуемый порядок расчета передачи

Для проектирования передачи должны быть заданы: наибольшая длительно передаваемая мощность на ведущем шкиве и момент , частота вращения ведущего шкива , передаточное число , род передачи и способ ее натяжения, режим эксплуатации.

Цель расчета - при выбранном виде (типе) ремня определить:

• размеры ремня

• размеры шкивов

• силы, действующие на валы передачи.

Порядок расчета

1 Выбрать вид (тип, материал) ремня, согласуясь с условиями эксплуатации передачи; способ натяжения. Выбрать параметры ремня: (см. табл. , , ). При этом иметь в виду, что наибольшее распространение получили резинотканевые ремни (ГОСТ 23831-79).

2 Рассчитать ориентировочный диаметр меньшего шкива по эмпирической формуле

. ()

Назначить стандартный диаметр (табл.).

Таблица – Основные размеры шкивов для плоских приводных ремней

Диаметр шкива, мм	Стрела выпуклости, мм	Ширина обода, мм	Ширина ремня, мм	Диаметр шкива, мм	Стрела выпуклости, мм	Ширина обода, мм	Ширина ремня, мм
71	0,3	16…80	10…71	280	0,8	32…280	25…250
80		16…80	10…71	315	1,0	40…315	32…280
90		16…90	10…80	355		40…355	32…315
100		16…100	10…90	400	При Вш ≤ 125 мм – 1,0. При Вш= 140мм и более–1,53	50…400	40…355
112		16…112	10…100	450		50…450	40…400
125	0,4	16…125	10…112	500		63…500	50…50
140		16…140	10…125	560		63…560	50…500
160	0,5	20…160	16…140	630		71…630	63…560
180		20…180	16…160	710		80…630	71…560
200	0,6	25…200	20…180	800		90…630	80…560
224		29…224	20…200	900		100…630	90…560
250	0,8	32…250	25…224	1000		112…630	100…560

Примечания:

1 Размер ширины обода в указанных пределах брать из ряда: 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 225, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500, 560, 630.

2 Ширина ремня в указанных пределах предполагается выбранной из ряда: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 224, 250, 312, 335, 400, 450, 500.

3 Выполнить проверку:

• 30…40 – для резинотканевых ремней;

• 25…30 – для хлопчатобумажных ремней;

• 25…35 – для кожаных ремней;

• 70…80 – для пленочных ремней из специальных синтетических материалов.

Если условие не выполняется, следует назначить другой диаметр .

4 Рассчитать диаметр большего шкива:

, ()

где - коэффициент упругого скольжения, выбирается из табл. .

Таблица – Основные характеристики передачи

Вид передачи
Открытая	До 6		0,96	0,01…0,02	30
С натяжным роликом	До 10		0,95	0,01...0,015	25

Полученное значение округлить до ближайшего стандартного размера (см. табл. ).

5 Рассчитать фактическое передаточное число передачи:

. ()

Для ременных передач допускается отклонение фактического передаточного числа от номинального до 4%.

6 Назначить ориентировочное межосевое расстояние передачи (см. табл. ).

7 Рассчитать ориентировочную длину ремня:

. ()

Поскольку плоские ремни выпускаются промышленностью отрезками конечной длины, не существует стандартного ряда длин плоских ремней и .

8 Проверка. Следует иметь в виду, что назначенное межосевое расстояние и длина ремня должны удовлетворять следующим условиям.

Угол охвата ремнем меньшего шкива:

. ()

Число пробегов ремня по контуру в единицу времени

, ()

где - окружная скорость шкивов (приближенно скорость ремня). Согласно табл. для открытой передачи .

При выполнении условий (), () окончательно принимаем межосевое расстояние .

При не выполнении условий (), () следует увеличить межосевое расстояние .

9 Рассчитать допускаемое удельное окружное усилие:

, ()

где – допускаемое окружное усилие, передаваемое единицей ширины ремня в горизонтальной передаче при угле охвата , скорости , спокойной работе и нормальных условиях окружающей среды; найденные экспериментально значения , обеспечивающие оптимальные условия эксплуатации передачи (высокий КПД, незначительное скольжение), приведены в табл. , ; рекомендации по назначению напряжений от предварительного натяжения и удельных усилий от предварительного натяжения дает табл. ;

– коэффициент, учитывающий наклон открытой передачи к горизонту, выбирается из табл. ; для передачи с натяжным роликом и открытой передачи с автоматическим натяжением ;

– коэффициент угла охвата ремнем меньшего шкива. Вычисляется по формуле

. ()

Таблица – Расчетные параметры для резинотканевых ремней из бельтинга БКНЛ-65 и Б-820

Число прокладок ремня	Толщина ремня , мм	Стандартная ширина , мм	Диаметр меньшего шкива , мм	Удельное окружное усилие , при натяжении
				2	2,25	2,5
2	3	20, 25, 30, 40, 45	80	5,0	5,4	5,8
			100	5,2	5,6	6,0
			125	5,3	5,7	6,1
3	4,5	20, 25, 30, 40, 45, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 100, 125, 150, 200, 250	125	7,1	8,3	8,8
			160	7,3	8,5	9,1
			200	7,5	8,7	9,3
4	6		180	10,2	11,1	12,0
			224	10,5	11,4	12,3
			280	10,7	11,6	12,5
5	7,5		250	12,7	14,0	15,1
			315	13,0	14,4	15,5
			400	13,2	14,6	15,8

Таблица – Удельное окружное усилие

Число слоев	Толщина , мм	Диаметр меньшего шкива , мм	Удельное окружное усилие , при напряжении
			1,6	1,8	2,0	2,4
1	2	3	4	5	6	7
Кожаные ремни
1	3	80 100 ≥ 125	4,9 5,5 6,0	5,4 6,1 6,5	5,7 6,4 7,0	6,6 7,4 8,1
	3,5	100 125 ≥ 160	6,1 6,7 7,2	6,5 7,3 7,9	7,2 7,9 8,6	7,6 8,6 9,5
	4,0	125 160 ≥ 200	7,4 7,9 8,4	7,9 8,7 9,3	8,3 9,2 9,9	9,2 10,3 11,1
	4,5	140 180 ≥ 224	8,0 8,9 9,5	8,8 9,7 10,4	9,3 10,4 11,1	10,3 11,6 12,5
	5	160 200 ≥ 250	9,0 9,9 10,5	9,9 10,9 11,6	10,5 11,6 12,4	11,7 12,9 13,9
	5,5	180 224 ≥ 280	10,1 11,0 11,7	11,0 12,0 12,8	11,7 12,8 13,7	13,0 14,3 15,4

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6	7
Текстильные хлопчатобумажные ремни
4	4,5	112 140 ≥ 180	6,2 6,8 7,2	6,7 7,3 7,8	7,1 7,8 8,3	7,7 8,4 9,1
6	6,5	180 224 ≥ 280	9,3 10,1 10,5	10,1 10,8 11,3	10,7 11,5 12,1	11,6 12,6 13,3
8	8,5	280 360 ≥ 450	12,9 13,7 14,1	13,9 14,8 15,4	14,9 15,8 16,5	16,2 17,4 18,2
Текстильные шерстяные ремни
3	6	160 200 ≥ 250	7,1 7,7 8,1	7,6 8,2 8,7	7,8 8,6 9,2	7,9 8,8 9,5
4	9	280 360 ≥ 450	10,4 11,4 12,1	12,1 13,0 13,6	12,6 13,7 14,4	12,8 14,0 14,9
5	11	400 500 ≥ 630	14,4 15,2 15,8	15,3 16,3 17,0	16,3 17,3 18,1	16,8 17,8 18,7

Таблица – Рекомендуемые значения и

Передача
Открытая	Натяжение за счет упругости ремня и угол наклона линии центров шкивов к горизонту ˚	1,6	2
	Натяжение за счет упругости ремня и угол наклона линии центров шкивов к горизонту ˚; натяжение перемещением одного из валов	1,8	2,25
	Натяжение автоматическое	2,0	2,5
С натяжным роликом

Таблица – Коэффициент угла наклона линии центров передачи к горизонту

Угол наклона передачи к горизонту	0°…60°	60°…80°	80°…90°
	1,0	0,9	0,8

– коэффициент скорости, вычисляется по формуле

; ()

для передачи с натяжным роликом и открытой с автоматическим натяжением ;

– коэффициент режима работы, выбирается по табл..

Таблица – Значение коэффициента режима работы Cp
Продолжение таблицы

10 Рассчитать потребную ширину ремня по формуле

, ()

где – окружная (полезная) сила,

. ()

Рассчитанное значение округлить в большую сторону до стандартного размера (см. табл., ).

Примечание. Если из габаритных соображений приходится назначать межосевое расстояние меньше удовлетворяющего условию (), следует увеличить расчетную ширину ремня, согласуясь с рекомендациями табл. .

Таблица - Рекомендации по увеличению

	0,6	0,7	0,8	0,9
Процент увеличения ширины ремня	20	15	10	5

11 Рассчитать площадь поперечного сечения ремня:

.

12 Рассчитать ширину шкива:

. ()

С учетом рекомендаций табл. назначить ширину шкива .

13 Рассчитать стрелу выпуклости шкива (рис. ):

. ()

Рисунок - Шкив плоскоременной передачи

14 Рассчитать потребную силу предварительного натяжения:

• в передачах кожаным и текстильным ремнем -

; ()

• в передачах прорезиненным ремнем -

, ()

где – число слоев (прокладок) ремня.

15 Рассчитать силу, действующую на валы ременной передачи, по формуле

. ()

Примечание. Иногда возникает необходимость в выполнении дополнительных расчетов.

1 В передачах с натяжным роликом дополнительно рассчитывается сила прижима ролика к ведомой ветви передачи:

, ()

где – угол между набегающей и сбегающей с ролика ветвью ремня.

Угол охвата шкивов и ролика определяется графическим построением контура ремня.

Длина ремня

, ()

где – длина прямолинейных участков контура;

– углы охвата ремнём шкивов и ролика, …;

d_i – диаметры шкивов и ролика.

Диаметр натяжного ролика , ширина равна ширине шкивов, размещать его следует ближе к ведущему шкиву так, чтобы угол охвата ремнем ролика был около 60˚.

2 В открытой передаче с нерегулируемым межосевым расстоянием определяют величину, на которую надо сократить теоретическую длину ремня для создания предварительного натяжения:

, ()

где – модуль упругости Юнга (табл.).

Таблица – Модуль упругости материала ремней

Ремень	Кожаный	Текстильный		Прорезиненный
		шерстяной	хлопчатобумажный
Е, МПа	120…200	≈100	140…180	≈200

3 При выборе в соответствии с приведенными выше рекомендациями долговечность ремня обеспечивается около 1000 часов (иногда до 2500 часов).