Рис. 4.2. Типы ремней а – плоский; б – клиновой; в – поликлиновой; г – зубчатый

Ременную передачу применяют обычно в качестве быстроходной ступени привода, устанавливая ведущий шкив на вал двигателя. В этом случае ее масса и габариты оказываются сравнительно небольшими. Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня, надетого на шкивы с натяжением и передающего окружную силу с помощью трения, кроме зубчатого ремня, у которого движение передается за счет зацепления между ремнем и шкивом.

Цепи, применяемые в машиностроении, по характеру выполняемой работы подразделяются на две группы: приводные и тяговые. Цепи стандартизованы, их производят на специальных заводах. В качестве приводных применяют роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Для них характерны малые шаги (для уменьшения динамической нагрузки) и износоустойчивые шарниры (для обеспечения долговечности).

4.2.Ременные передачи

4.2.1.Расчет плоских, клиновых и поликлиновых ремней

Исходными данными для расчета ременных передач открытого типа (оси валов параллельны, вращение шкивов в одном направлении) являются требуемая (номинальная) мощность двигателя Pном и его

частота вращения nдв nном, тип ременной передачи.

Расчет ременных передач выполняют в два этапа. Первый этап – проектный расчет с целью определения геометрических параметров передачи (рис. 4.1), второй этап – проверочный расчет ремней на прочность.

Проектный расчет

Определяем диаметр ведущего шкива d1, мм: плоский ремень:

d T ,

62

где Т1 номинальный вращающий момент на ведущем шкиве (валу электродвигателя), Нм.

Найденное значение d1 округляют до стандартного из ряда по ГОСТ 17383-73:

40; 45; 50; 56; 63; 71;80; 90; 100; 112; 140; 160; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000.

Уклинового ремня d1min и сечение ремня выбирают по табл. 4.1

взависимости от вращающего момента на валу электродвигателя Т1, Нм. Размеры клинового ремня указаны на рис. 4.3.

Ориентировочный диаметр меньшего шкива d (мм) поликлиновой передачи при величине момента Т1 250 Нм принимают по табл. 4.2:

d T .

63

										Таблица 4.1
Размеры сечений клиновых ремней, минимальные диаметры шкивов
		Размеры						Масса		Предельные расчет-
		в сечении,					Т1, Нм
	Обозначение				А,	d1min,		1 м, кг		ные длины Lp
Тип ремня			мм
					2
	сечения				см	мм
		b0		h			7	8		9
	О(Z)	8,5		6	0,47	63	15–60	0,10		560…4000
	А(А0)	11		8	0,81	90	45–150	0,18		800…6300
Клиновой ремень нор-	Б(В)	14		10,5	1,38	125	120–600	0,30		1800…10600
мального	В(С)	19		13,5	2,30	200	420–2400	0,62		3150…15000
сечения											64
	Г(Д)	27		19	4,76	315	1600–6000	0,90		4500…18000
	Д(Е)	32		23,5	6,92	500	>6000	1,52		6300…18000
	Е(Е0)	42		30	11,7	800	150	0,07		630…3550
	SPZ	8,5		8	0,56	63	90–400	0,12		800…4500
Клиновой ремень узко-	SPA	11		10	0,95	90	300–2000	0,20		1250…8000
го сечения	SPB	14		13	1,58	140	>2000	0,37		2000…8000
	SPC	19		18	2,78	224	7	8		9

П р и м е ч а н и е: в скобках указаны обозначения ремней в международной системе.

64

b0

h

0		br

Рис. 4.3. [1]

Основные размеры поликлинового ремня приведены на рис. 4.4.

Рис. 4.4. [1]

Таблица 4.2

Технические данные поликлиновых ремней со шнуровым кордом

(РТМ 3840528-74)

	Сече						d1 (не
	че-				Число				Масса
		Р,				Длина рем-	ме-
	ние		h	h1	клинь-			T1, Нм	q10,
		мм				ня, мм	нее)
	рем-				ев, z				кг/м
							мм
	ня
	К	2,4	4,0	2,35	2…36	400…2000	40	40	0,09
	Л	4,8	9,5	4,85	4…20	1250…4000	80	18…400	0,45
	М	9,5	16,7	10,35	4…20	2000…4000	180	130	1,6

Диаметр ведомого шкива d2 (мм) плоской, клиновой и поликлиновой передачи определяют с учетом относительного скольжения ε с округлением до стандартного значения:

65

d d u ( ),

где и – передаточное число ременной передачи; , , – коэффициент относительного скольжения.

Фактическое передаточное число:

	uф	d	;
		d

u uф u % %. u

Определяем ориентировочное межосевое расстояние а, мм:плоский ремень:

ad d ,

клиновой и поликлиновой ремень:

a , d d h,

где h – высота сечения ремня; d1 и d2 – диаметры ведущего и ведомого шкива.

Определяем длину ремня (без учета припуска на соединение концов) l, мм:

l a		d d	d d
			.
			a

Полученное значение l (мм) округляем до стандартного значения из ряда: 500; 550; 600; 700; 750; 800; 850; 900; 1000; 1050; 1150; 1200;

1250; 1300; 1400; 1500; 1600; 1700; 1800; 2000.

Величина lр – расчетная длина ремня на уровне нейтральной линии. Стандартный ряд длин lр :

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; 10000;11200; 12500; 14000; 16000; 18000.

В технически обоснованных случаях допускаются промежуточные значения lр . Следует учесть, что клиновые ремни нормального

сечения Z применяют только для передач малой мощности, т. е. Р. Уточняем межосевое расстояние (рис. 4.5):

66

a , l d d l d d d d .

Рис. 4.5. Геометрические параметры ременной передачи [1]

При расчете длин ремней и межосевых расстояний клиноременных передач оперируют расчетными диаметрами шкивов по нейтральному слою ремня.

Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива α1, град.:

d d , a

при этом α1 должен быть ≥ 150° для плоских ремней и 120° для клиновых ремней, но не больше 180°.

Определяем скорость ремня, м/с:

d n ,

где d1 диаметр ведущего шкива, мм; n1 частота вращения ведущего шкива, об/мин; мс – допускаемая скорость (см. рекоменда-

ции для выбранного ремня).

Определяем частоту пробегов ремня W, с-1:

W W , l

где W – допускаемая частота пробегов прорезиненного ремня

W с-1 для плоских ремней, W с-1 для клиновых ремней); l – стандартная длина ремня, м.

67

При W W гарантируется долговечность ремня в течение срока службы 1000–5000 ч.

Рассчитаем допускаемое удельное окружное усилие k , Н/мм2:

k k Cо C Cр C ,

где k – допускаемая удельная окружная сила на единицу площади поперечного сечения, Н/мм2. Данная величина определяется по табл.

4.3, в зависимости от напряжений начального натяжения							МПа
для ремней из бельтинга БКНЛ-65 и Б-820.
					Таблица 4.3
	Удельная окружная сила
		Диаметр малого шки-		Удельная окружная
Тип ремня		ва			сила
		d1, мм		k , Н/ мм
		100			2,5
Кордошнуровой		180			4,5
		≥ 220			6,5
Тканевый двухслой-		80			5,0
		100			5,2
ный
		≥200			5,3
Тканевый трехслой-		125			7,1
		160			7,3
ный
		≥200			7,5

Величина k при начальных напряжениях, равных 2,25, 2,5 и 3 Н/мм, увеличивается соответственно в 1,08, 1,18, и 1,32 раза.

Величина С0 коэффициент, учитывающий условия натяжения ремня и расположение передачи по табл. 4.4.

Величина Сα – коэффициент, учитывающий влияние на тяговую способность передачи (и ≥ 1) угла обхвата:

		70;	90;	110;	130;	150;	180;
C		0,57;	0,68;	0,78;	0,86;	0,92;	1.

Таблица 4.4

Значения коэффициента С0

Способ натяжения

Угол наклона пере-

Коэффициент С0

68

	ремня	дачи к горизонту
	Автоматическое натя-
	жение ремня грузом	–	1
	или пружиной
	Периодическое	0…60°	1
		60…80°	0,9
	перетягивание ремня
		80…90°	0,8

Величина Ср – коэффициент режима работы при спокойной нагрузке или при нагрузке с небольшими колебаниями (ленточные, цепные конвейера т. д.), при односменной работе коэффициент равен 1, двухсменной – 0,87, трехсменной – 0,72.

Величина C – скоростной коэффициент, вводимый для передач

без автоматического регулирования натяжения ремня и учитывающий ослабление сцепления ремня со шкивом под действием центробежной силы, определяется по табл. 4.5.

Таблица 4.5

Значение коэффициента C

	Ремни			C при скорости, м/с
		1	5	10	15	20	25	30
	обыкновен-
	ные	1,04	1,03	1,00	0,95	0,88	0,79	0,68
	плоские
	клиновые	1,0	1,0	1,0	0,9	0,8	0,	0,6
		5	4	0	4	5	7	0

Окружное усилие

Окружное усилие, Н:

Ft T , d

где Т1 крутящий момент на ведущем шкиве, Нм; d1 щего шкива, мм.

Определяем ширину плоского ремня, мм:

в	Ft
		,
	k

(4.1)

диаметр веду-

69

где – толщина ремня, мм (по табл. 4.6). Для обеспечения достаточной эластичности ремня принимают , d .

Таблица 4.6

Толщина резинотканевых ремней минимальные диаметры шкивов

	Толщина ремня (мм)		Диаметр малого шкива
Число	из бельтинга 820		dmin (мм) при , м/с
прокладок	с проклад-	без прокла-	30	5
	ками	док
3	4,5	3,75	160	80
4	6,0	5,0	224	112
5	7,5	6,25	280	160

Ширину ремня округляем до стандартного значения:

в,	мм	32;	40;	50;	63;	71;	80;	90;	100;
B,	мм	40;	50;	63;	71;	80;	90;	100;	112.

Здесь В – стандартное значение ширины шкива. Определяем площадь поперечного сечения ремня А, мм2:

A в .

Для клинового ремня необходимо определить число ремней z:

z	P kF		,
	P C
		z

где kF , , – коэффициент динамической нагрузки и режима

нагружения, принимаемый для двигателей переменного тока при кратковременной нагрузке в процентах от номинальной нагрузки для

различных типов машин; P – мощность, которую может передать

один ремень в реальных условиях.

Величина P вычисляется следующим образом:

P	P C C C			L	C ,
			р		u

где P – мощность, которую может передать один ремень простой двушкивной передачи при данной скорости и данном диаметре малого шкива при передаточном числе u , , длине ремня L , ре-

70

сурсе Lh		и спокойной работе,				P определяют по табл. 4.7; CL					– коэф-
фициент длины ремня.
										Таблица 4.7
	Мощность Р0 передаваемая одним клиновым ремнем
			при и =1, α =180°, и длине l0
		Расчетный		Мощность Р0 (кВт) при скорости , м/с
Сечение
		диаметр
ремня
		dmin		3		5	10	15	20	25		30
		63		0,31		0,49	0,82	1,03	1,11	–		–
		71		0,37		0,56	0,95	1,22	1,37	1,40		–
Z (О)		80		0,40		0,62	1,07	1, 41	1,60	1,65		–
		90		0,44		0,67	1,16	1,56	1,73	1,90		1,85
		100		0,46		0,70	1,24	1,67	1,97	2,10		2,04
		112		0,48		0,78	1,32	1,80	2,12	2,30		2,28
		90		0,56		0,84	1,39	1,75	1,88	–		–
		100		0,62		0,95	1,60	2,07	2,31	2,29		–
		112		0,70		1,05	1,82	2,39	2,74	2,82		2,50
А (А)		125		0,74		1,15	2,00	2,66	3,10	3,27		3,14
		140		0,80		1,23	2,18	2,91	3,44	3,7		3,64
		160		0,85		1,32	2,35	3,20	3,8	4,12		4,16
		180		0,88		1,38	2,47	3,39	4,05	4,47		4,56
								Продолжение таблицы 4.7
		125		0,92		1,39	2,26	2,80	–	–		–
		140		1,07		1,61	2,70	3,45	3,83	–		–
		160		1,20		1,83	3,15	4,13	4,73	4,88		4,47
В (Б)		180		1,30		2,01	3,51	4,60	5,44	5,76		5,53
		200		1,40		2,15	3,79	5,08	6,00	6,43		6,38
		224		1,47		2,26	4,05	5,45	6,50	7,05		7,15
		250		1,54		2,39	4,29	5,85	7,00	7,70		7,90
		280		1,57		2,50	4,50	6,15	7,40	8,20		8,50
		200		1,85		2,77	4,59	5,80	6,33	–		–
		224		2,08		3,15	5,35	6,95	7,86	7,95		7,06
		250		2,28		3,48	6,02	7,04	9,18	9,60		9,05
С (В)		280		2,46		3,78	6,63	8,86	10,4	11,1		10,9
		315		2,63		4,07	7,19	9,71	11,5	12,5		12,5
		355		2,76		4,32	7,70	10,5	12,6	13,8		14,1
		400		2,89		4,54	8,10	11,1	13,3	15,0		15,4
		450		3,00		4,7	8,50	11,7	14,2	15,9		16,6

71

Коэффициент длины ремня определяется по формуле:

			CL			L		,
						L
где L – расчетная длина ремня (табл. 4.1); L0 – расчетная (стандартная)
длина ремня.
Величина Cu		– коэффициент передаточного числа, учитываю-
щий уменьшенные напряжения изгиба на большом шкиве:
u ... ,	1,2;	1,4;	1,8;	≥2,5;
Cu ... ,	1,07;	1,1;	1,12;	1,14.

Значение коэффициентов C и Cр приведено в п. 4.2.1.

Число ремней округляют до целого числа. В проектируемых передачах малой и средней мощности рекомендуется принимать число клиновых ремней z из-за их неодинаковой длины и неравномерности нагружения.

		Величина Cz – коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки между ремням:
z		2…3;	4…6;	>6;
Cz		0,95;	0,9;	0,85.
		Определяем силы, действующие в ременной передаче:
усилие предварительного натяжения плоского ремня:
				F A ,
где А площадь сечения ремня, мм2;						напряжения в ремне от

начального натяжения. Эту величину принимают из условия обеспечения наибольшей долговечности ремня и на основании опыта эксплуатации передач с плоским и клиновым ремнем назначают

, ... , МПа;

усилие предварительного натяжения клинового ремня:

F Pном Cи , z C Cр

где скорость ремня, м/с; Рном – номинальная мощность двигателя, кВт;

Cр , C , Си – поправочные коэффициенты; z – число ремней.

72

Окружная сила Ft определена формулой (4.1). Натяжение в ведущей ветви ремня, Н:

F F , Ft .

Натяжение в ведомой ветви ремня, Н:

F F , Ft .

Сила давления плоского ремня на вал, Н:

Fв F sin ,

где α1 – угол обхвата ремнем ведущего шкива; Сила давления клинового ремня на вал, Н:

Fв F z sin ,

где z – число ремней в комплекте.

Проверочный расчет

Проверяем прочность ремня по максимальным напряжениям в

сечении ведущей ветви			max	, Н/мм2:
	max				и				,
								р		(4.2)

где – напряжения растяжения от силы F1:

FA ,

где А – площадь поперечного сечения ремня, мм2.

В клиновых ремнях следует учесть число ремней z при определении площади поперечного сечения.

Величина и – напряжения изгиба на малом шкиве, Н/мм2:

и Eи – в плоском ремне; d

73

и Eи h – в клиновом ремне, d

где – толщина ремня, мм; h – высота сечения клинового ремня, мм; Eи – приведенный модуль упругости ремня, принимается: для проре-

зиненных	ремней	Eи МПа;	для	кожаных
Eи МПа; для		хлопчатобумажных Eи МПа; для

капроновых Eи МПа; клиновых кордотканевых и кордошнуро-

вых Eи МПа.

Величина – напряжение от действия центробежных сил, Н/

мм2:

p ,

где p – плотность материала, кг/м3 ( p кгм3 для плоских ремней; p кгм3 – для клиновых ремней); – окружная скорость ремня, м/с; р – допускаемое напряжение растяжения, Н/мм2.

Величина р Нмм2 – для плоских ремней; р Н/мм2

– для клиновых ремней. В случае выполнения условия max р

следует увеличить диаметр d1 ведущего шкива или принять большее сечение ремня и повторить расчет передачи.

Расчетную долговечность плоского ремня H определяют в за-

висимости от базового числа циклов нагружения (обычно Nоц )

и от числа пробегов за все время эксплуатации, равнымH W, где W – число пробегов ремня в секунду.

Число пробегов ремня в секунду, ч:

				H				C C	н	,
								i
							max W
где	C ,	u	,	– коэффициент, учитывающий влияние переда-
	i
точного числа ременной						передачи;		Cн	–	коэффициент нагрузки

74