Приводы машин - справочник. Страница 6

800—1200
0,24—1,02
1,08—3,45
1050—1600
0,42—1,78
0,94—3,56
1,89—6,01
20 м для ширины ремня от 100 до 200 мм. Ремни изготовляются как без прослоек между прорезиненной тканью, так и с резиновыми прослойками толщиной 0,25 мм для придания ремшо большей гибкости. Толщина ремня зависит от материала ткани, числа прокладок и наличия прослоек между тканью. Данные о толщине и числе слоев ремней приведены в табл. 10.2.
Для плоскоременных передач при окружных скоростях более 30 м/с (быстроходные передачи) применяются тонкие и гибкие прорезиненные ремни по ТУ Главкорда (габл. 10.3). В табл. 10.4 приведены основные характеристики плоских приводных прорезиненных ремней. Наряду с прорезиненными ремнями некоторое применение находят также кожаные, хлопчатобумажные и шерстяные тканые ремни, а также ремни из синтетических волокон со специальным фрикционным покрытием.
Т а б л и ц а 10.4. Характеристики плоских прорезиненных ремкей
Тип ремня
Предел прочности ав
гости
Пределы изменения толщины’6, мм
т я S SgS
Минимальное
отношение
4    О
5    « и я к
CJ О X О, S х
Без прослоек .
100— 120
2,5—11,0
С прослойками
3,3—13,5
Нарезной с прослойками
6,0—16,0
Быстроходный
1,75—3,5
Примечание. Здесь коэффициент трения f вен 0,35.
0 для всех типов ремня ра-
Таблица 10.5. Шкивы для плоских приводных ремней (ГОСТ 17383—73)
Шкивы для плоскоременных передач при окружных скоростях до 25—30 м/о выполняются из чугуна СЧ 12-28 и СЧ 15-32 со спицами или с дисками, если длина спиц оказывается меньше 100 мм. При окружных скоростях 35—45 м/о применяются литые шкивы из стали 25Л, а при скоростях 50—60 м/с — сборные.
Шкивы (табл. 10.5) изготавливаются по ГОСТ 17383—73 в трех исполнениях по форме внешней поверхности (рис. 10.2, ау б, в). Внешняя поверхность шкива выполняется обычно цилиндрической (рис. 10.2, а). Если оси валов, на которых установлены шкивы, могут иметь большие отклонения от параллельности, а
о)    б)    в)
также в быстроходных передачах внешняя поверхность одного из шкивов выполняется выпуклой (рис. 10.2, б) или с двумя конусами (рис. 10.2, в), что технологически проще. В этом случае уменьшается сбегание ремня со шкива во время работы.
Таблица 10.6. Конструктивные элементы шкивов
Конструктивные элементы, мм
Расчетная формула
Ширина шкива
Ьш = (1,15 -5- 1,25) b
Толщина обода чугунных шкивов
6чуг = 0,05 (D + 2Ьш) + 3
бет ^ 0,7бц ур
Толщина обода стальных шкивов
Толщина диска
сд = (1,2 -т- 1,3)6
Диаметр ступицы стальных шкивов
dCT= (1.6 ч- 1,7) dB
Диаметр ступицы чугунных шки
dcT “ (1J “** 1.8) rfj
Длина ступицы
/„= (1,4 ч- 1,8) d„
Примечание. Здесь Ь — ширина ремня.
Основные конструктивные элементы шкивов, включая ступицу (рис. 10.2, г,
0), принимаются по данным табл. 10.6.
Геометрические характеристики. Схемы наиболее распространенных ременных передач приведены на рис. 10.3, где показаны передачи: открытая (о), перекрестная (б), пол у перекрестная (в) и с натяжным роликом (г).
Угол обхвата ремнем меньшего шкива аг (,..°) и геометрическая длина ремня (мм) следующие:

Рис. 10.3 для открытой передачи = 180 — 60(D2 — DX)!A\    (10.1) L=2A+ (я/2) (Di + D2) + (D2 - Dl)*/(4/4);    (10.2) перекрестной = 180 + 60 (Dx + D2)/A;    (10.3) L = 2A + {л/2) (Di + D2) + (Dl + D2)V(4A);    (10.4) полуперекрестной = 180+ 60DX!A\    (10.5) L = 2A + (n/2) (D, + DJ + (D\ + D\)K2A)\    (10.6) для передачи с натяжным роликом ах « 180 — 60 (D2 — Dl)/(2A) + (D, + Dp — 2Е)/(2АР);    (10.7) L = (A + Лр + С) + (д/2) (Dt + D2) + (D2 - D1)V(84) + + (D2 - DP)V(8A) + (Dx + DP)2/(8C) - £ (Dx + Ор)/(2Лр) - — E (D2 + DP)/(2C),    (10.8) где и D2 — диаметры малого и большого шкивов; А — межосевое расстояние; DP — диаметр натяжного ролика; Ар, С и Е — размеры по рис. 10.3. Угол обхвата не должен быть меньше 140°. С целью снижения габаритных размеров для плоскоременных передач рекомендуется принимать А « (1,5-t?) (D1 + Dt).    (10.9) Во избежание поперечных колебаний ремня при значительном превышении А > 2 (Dj + D2) необходимо устанавливать направляющие ролики. Диаметр малого (обычно ведущего) шкива (мм) может быть определен по формуле М. А. Саверина D, = (1150-i-1350)    (10.10) где Ni — мощность на валу, кВт; пх— частота вращения шкива, об/мин. Условия работы ременной передачи характеризуются также углом наклона передачи к горизонту у (рис. 10.4). Передаточное число определяется равенством и = П1/П2 = D2![D, (1 — £)],    (10.11) где пг и п2 — частота вращения ведущего и ведомого шкивов; е — относительное скольжение, равное 0,01—0,02. Соотношение между окружными скоростями ведущего vx (м/с) и ведомого v2 шкивов следующее:
v2= vx (1 — е); (10.12) Vi —    (10.13) Силовые характеристики. Начальное натяжение (рис. 10.4) S0 S0=o0F, (Ю.14) где сг0 — начальное напряжение в ремне; F —- площадь поперечного сечения ремня, F = ЬЬ\ Ъ и 6 — ширина и толщина ремня. По условию долговечности для плоских прорезиненных ремней а0 (МПа) равно: При относительно малых межосевых расстояниях.........1,6 При значительном межосевом расстоянии и углах наклона привода к горизонту не более 60'' ................• .... 1,8 Для передач с автоматически регулируемым натяжением .....2,0 Сумма натяжений ремня в работе набегающей Si и сбегающей S2 ветвей + S2 = 250; разность S, - S2 = Р, где Р — окружное усилие. Соотношение между моментом М (Н • м) и передаваемой мощностью N (кВт) М = 9,55-103 Nfn.    (10.15) Окружное усилие P=-2Ml/Di.    (10.16) Момент на ведомом валу М2 Mt = r\uMi,    (10.17) где Мг — момент на ведущем валу; т] — к. п. д. передачи, г\ = 0,96-7-0,98 (меньшее значение — для открытых передач с периодическим подтягиванием ремня для перекрестных и других усложненных передач; большее — для передач на подшипниках качения с автоматически действующим натяжным устройством). Мощность на ведомом валу Q= 2o0F sin (а/2).    (10.19) Тяговые характеристики определяются полезным натяжением ремня Од — Р/F [о>]ц;    (10*20) ап = 2а0ф,    (10.21) где ф — коэффициент тяги, зависящий от вида ремня, его толщины и диаметра шкива D. Для прорезиненных ремней при а = 180° и v = 10 м/с допускаемое значение [о]п при равномерной нагрузке [а0]п = а — 6/Dmin,    (10.22) где а = 2,3 при а0 = 1,6 МПа; а = 2,5 при <т0 = 1,8 МПа; а = 2,7 при а0 = = 2,0 МПа. При условиях, отличных от тех, которые указаны выше, допускаемое полезное напряжение в ремне [о]п = СоСаСрСр [Оо]п»    (10.23) где С0 — коэффициент, учитывающий угол наклона передачи к горизонту у; Са — коэффициент угла обхвата; С0 — скоростной коэффициент; Ср — коэффициент режима работы передачи. Численные значения коэффициентов приведены в табл. 10.7—10.10. Таблица 10.7. Значение С0 Оид передачи при угле у. Самонатяжная (с автоматическим натяжением ремня) Открытая Перекрестная Пол у перекрести а я Таблица 10.8. Значение Са    Таблица 10.9. Значение С0
П р и м е ч а 1 н и е. Для само- натяжных передач = 1,0. Вид двигателя ведущего вала Рабочие машины Пусковая нагрузка, % от номиналь Двигатель постоянного тока и асинхронный с коротко-замкнутым ротором Асинхронный с контактными кольцами или трансмиссионный вал Число смен работы Вентиляторы и воздуходувки. Насосы и компрессоры. Станки токарные, сверлильные, шлифовальные. Ленточные транспортеры. (Нагрузка почти постоянная) Станки фрезерные, зубофрезерные и револьверные. Поршневые насосы и компрессоры с тяжелым маховиком. Пластинчатые транспортеры. (Нагрузка колеблется незначительно) Реверсивные приводы. Станки строгальные, долбежные, ткацкие и прядильные. Поршневые насосы и компрессоры с легкими маховиками и винтовые и эксцентриковые прессы с тяжелыми маховиками. Транспортеры винтовые и скребковые. Элеваторы. (Нагрузка колеблется значительно) Бегуны, глиномялки, мельницы шаровые и валковые, ножницы, дробилки. Эксцентриковые и винтовые прессы с легкими маховиками. (Нагрузка резко колеблющаяся и ударная) Значения полезных напряжений по формулам (10.22) и (10.23) соответствуют расчетной долговечности 2500—3000 ч. Если потребная долговечность отличается от указанной, то необходимо откорректировать значение [а0]п на основе равенства [0о]п = [(9 — 1)/<?] (]/Л/1/т — <ТИ — <Гц)> где q = е0^; С = o™axN\ т — показатель степени (т = 6-Ь 11); аи — напряжения изгиба в ремне, <ти = Ед/D при Е = 200-т-300 МПа; ац — напряжения от центробежных сил; ац=рсг2/100, (р — плотность, равная 1,1—1,3 г/см3); v — окружная скорость, м/с). Величина N — общее число циклов нагружения ремня до разрушения N = 3600v*m7\ где v — частота пробега ремня, равная L/v; гш — число шкивов; Т — время работы до разрушения, ч. Проверочный расчет. Если заданы мощность Л\ и частота вращения ведомого вала пх и известны или по конструктивным соображениям определены диаметры шкивов Dx и D2, межосевое расстояние Л, угол наклона передачи к горизонту у и площадь поперечного сечения прорезиненного ремня F = 6b, можно осуществить проверку тяговой способности ремня. Проверка выполняется при определении параметров передачи в следующей последовательности: угол обхвата а малого шкива определяется по одной из формул (10.1), (10.3), (10.5) или (10.7); окружная скорость v по формуле (10.13); коэффициенты С0, Са, Cv и СР по табл. 10.7—10.10; а0 по стр. 240; а из равенства (10.22); допускаемое напряжение [а]п по формуле (10.23)j окружное усилие на ведущем шкиве по формулам (10.15) и (10.16); действительное полезное натяжение ремня оа по формуле (10.20). Условием работоспособности передачи является ап < [а]п. Проектный расчет. Обычно бывают заданы nl9 у, вид плоскоременной передачи и условия ее работы. Расчет осуществляется в следующем порядке: диаметр ведущего шкива Dx определяется по формуле (10.10); затем Dx округляется до ближайшего размера по ГОСТ 17383—72 (табл. 10.5); диаметр ведомого шкива D2 из формулы (10.11); межосевое расстояние А по формуле (10.9); угол обхвата а по формулам (10.1), (10.3), (10.5) или (10.7); длина ремня L по формулам (10.2), (10.4), (10.6) или (10.8); окружная скорость v по зависимости (10.13); по значению с; из табл. 10.4 выбирается Dx/6; по табл. 10.7—10.10 устанавливаются коэффициенты С0, Са, Cv и Ср; на основе рекомендации выбирается значение начального напряжения а0; по о0 находится из формулы (10.22) значение [а0)п; допускаемые полезные напряжения [а]п по зависимости (10.23); окружное усилие Р по зависимостям (10.15) и (10.16); по [о]п из формулы (10.20) находится значение площади поперечного сечения ремня F', из принятого отношения Dx/б по известному Dt находится 6 и округляется до стандартного по табл. 10.1 и 10.2 с учетом числа прокладок и их толщины; по известным F и б определяется ширина ремня и округляется по табл. 10.1. Конструкция шкивов. Шкивы плоскоременных передач диаметром D < < 350 мм изготовляются со сплошным или имеющим отверстия диском (рис. 10.5, а). Шкивы диаметром D > 350 мм выполняются с четырьмя—шестью спицами. Если ширина шкива 6Ш> 300 мм, то используется два ряда спиц (рис. 10.5, б). Спицы обычно имеют эллиптическое сечение. Обод шкива снабжают ребром жесткости или двумя ребрами при двух рядах спиц, расположенными в плоскости спиц. Высота ребра е = 6 + 0,026ш,    (10.24) где б — толщина обода (см. табл. 10.6). Размер большей оси эллипса сечения спицы h (см) А = УМКЪ^) ,    (10.25) где zt — число спиц в одном ряду; г2 — число рядов спиц. Остальные размеры (рис. 10.5, б): Ы = 0,8Л; р = 0,4Л; р' = 0,8р.    (10.26) Сварные стальные шкивы обычно используются при индивидуальном или малосерийном изготовлении для D > 500 мм как с одним, так и с двумя дисками при 6Ш> 300 мм (рис. 10.5, в). Соотношение конструктивных элементов принимается таким: S = (0,8-5-1,0) б; 5х = (0,7ч-0,8) S; е0 = (3^4) 5; гг = 0,8rfCT. (10.27) Шкивы диаметром D > 1000 мм по технологическим соображениям иногда выполняются разъемными (рис. 10.5, г) с диаметральным разъемом по спицам. Шкивы закрепляются как на концевых участках вала (консольно), так и на их срединной части (обычно с помощью шпоночного соединения). При консольной установке шкивов концы валов выполняются цилиндрическими (ГОСТ 12080—72) или коническими (ГОСТ 12081—75) — см. рис. 13.5, а—г. При шпоночном соединении и цилиндрическом сопряжении используются следующие посадки: #7/66 — при нереверсивной спокойной работе; Я7/т6 — при нереверсивной работе со значительными толчками и ударами; Н7/р6 — при реверсивной работе с большими толчками и ударами. Осевую фиксацию и крепление шкивов на валах производят так же, как зубчатых колес. В связи с тем что в процессе работы ремни передачи постепенно вытягиваются, для поддержания натяжения необходимо предусматривать специальные натяжные устройства, позволяющие периодически восстанавливать или непрерывно поддерживать начальное натяжение ремня. По способу натяжения устройства делятся на три группы (рис. 10.6). 1)    периодического действия: салазки (а), качающиеся плиты (б), натяжные ролики (в) с винтовым перемещением; 2)    постоянного действия: качающиеся плиты и натяжные ролики (г) и (д), обеспечивающие усилие натяжения за счет сил тяжести или пружины; е)    ж)    з)
Рис. 10.6
3) автоматического действия: усилие натяжения и в ремне обеспечивается еа счет использования активных или реактивных сил, действующих в передаче («). М и (з). 4 Натяжные устройства периодического действия являются наиболее простыми по конструкции, но они менее совершенны в эксплуатации, так как требуют постоянного контроля за работой ременной передачи и периодического регулирования натяжения ремня. *' Для плоскоременных передач при больших передаточных числах и малых межосевых расстояниях большое значение имеет угол обхвата ремня на малом, обычно ведущем, шкиве. Поэтому в этих случаях целесообразно применять натяжной, а не оттяжной ролйк. Однако следует иметь в виду, что натяжной ролик применим только для нереверсивных передач и приводит к снижению долговечности ремня из-за его изгиба в противоположную сторону. Наиболее совершенными являются натяжные устройства автоматического действия, регулирующие степень натяжения ремня в зависимости от передаваемой нагрузки. В устройстве, показанном на рис. 10.6, е, натяжение осуществляется за счет окружного усилия Р в паре зубчатых колес, одно из которых (1) посажено на ось электродвигателя, а второе (2) свободно установлено на оси рычага 3 и жестко связано с ведущим шкивом 4. Изменение нагрузки на ведомом шкиве, например ее увеличение, приводит к возрастанию силы Р и, следовательно, к увеличению натяжения ремня за счет поворота рычага 3 по часовой стрелке. В устройстве, показанном на рис. 10.6, ж, приводной электродвигатель подвешен шарнирно, причем ось шарнира О при верхней ведущей ветви ремня смещена вверх по отношению к оси двигателя на величину е < DJ2. При увеличении сопротивления на ведомом шкиве окружная сила Р возрастает, что вызывает увеличение натяжения ремня при вращении вокруг оси О двигателя вместе с ведущим шкивом. Автоматическое изменение натяжения ремня в устройстве, показанном на рис. 10.6, з, осуществляется за счет реактивной составляющей окружного усилия Рр пары зубчатых колес 1 и 2. При этом колесо 1 жестко связано с ведомым шкивом 3, подвешенным с помощью рычага 4 на оси с ведомым зубчатым колесом 2. При конструировании натяжных устройств необходимо исходить из того, что вытяжка ремня может доходить до 5 % от первоначальной длины. 10.2. КЛИНОРЕМЕННЫЕ ПЕРЕДАЧИ Применяются они для передачи вращательного движения .между параллельными валами. Расстояние между валами до 4—5 м, окружная скорость до 25— 30 м/с, передаваемая мощность до 200—250 кВт. Применяются главным образом б)
а)
Рис. 10.7
в понижающих передачах при температуре от —30 до +60 °С. Максимальное передаточное число wmax = 8-5-10 без натяжного ролика; допускают кратковременную перегрузку до 200—300 %. По сравнению с плоскоременными передачами клиноременные имеют меньшие габаритные размеры, из-за повышенной тяговой способности клиновых ремней требуют меньших углов обхвата и позволяют осуществлять большие передаточные числа. Могут передавать вращение на несколько валов одновременно. К их недостаткам относятся: меньший на 1,0—2,0 % к. п. д. и меньшая допустимая окружная скорость по сравнению с плоскоременной передачей; могут применяться лишь для открытой передачи. Сечение ремня Площадь поперечного сечения F, см2 Допускаемая скорость V, м/с Наименьший расчетный диаметр шки-ва Dmin* мм УА (SPA) УБ (SPB) УВ (SPC) Примечание В скобках указано обозначение ремня по Клиновые ремни изготовляются резино-тканевыми в виде колец длиной от 525 до 14 ООО мм, ремни с кордотканевым и кордошнуровым несущим слоем. В кордо-тканевых ремнях корд выполнен в виде двух—десяти слоев кордоткани с диаметром нитей 0,8—0,9 мм (рис. 10.7, а); в кордошнуровых корд состоит из одного слоя кордошнура толщиной 1,6—1,7 мм, заключенного в слой резины (рис. 10.7,6). Кордошнуровые применяются при сравнительно малых диаметрах шкивов и больших скоростях, так как являются более гибкими. Основные размеры поперечного сечения ремня приведены на рис. 10.7, в, г. Расчетная ширина ремня аР соответствует нейтральной линии при изгибе; расчетная длина ремня соответствует его длине, измеряемой на уровне расчетной ширины сечения. Расчетная ширина аР определяет расчетный диаметр шкивов D и окружную скорость ремня. Клиновые ремни выпускаются трех типов в зависимости от соотношения их большего основания а трепеции в сечении к высоте h: нормальные (при а/h « 1,6); узкие (при a/h « 1,2); широкие (при aJh « 2,5ч-3,5). Последний тип ремня предназначен в основном для приводов вариаторов. Узкие ремни имеют повышенную (в 1,5—2,0 раза) тяговую способность по сравнению с нормальными ремнями, так как обладают большей площадью при одной и той же высоте, но характеризуются повышенной жесткостью, что ухудшает динамику передачи. Основные данные по нормальным (ГОСТ 1284—68**) и узким ремням (РТН 51-15—70) приведены в табл. 10. 11. Данные по стандартной длине типовых ремней — в табл. 10.12. Рабочей поверхностью шкивов в клиноременной передаче являются боковые стороны клиновых канавок обода. Профиль канавки определяется сечением ремня и диаметром шкива, так как при изгибе клинового ремня его сечение искажается по сравнению с исходным. Предпочтительные расчетные диаметры шкивов D по ГОСТ 1284—68** и предельные отклонения (мм) следующие: 63; 71; 80 (+0,8); 90; 100; 112 (+1); 125; 140; 160; 180 (+1,5); 200; 224; 250 (+2); 280; 315; 355 (+3); 400; 450; 500 (+4); 560; 630; 710; 800 (+5); 900; 1000; 1120 (+6); 1400; 1250; 1600 (+7). Указанный ГОСТ предусматривает диаметры шкивов до 4000 мм. Расчетная длина ремня Сечение 400; (425); 450; (475); 500; (530) 560; (600); 630; (670); 710; (750) 800; (850); 900; (950); 1000; (1060); 1120; (1180); 1250; (1320); 1400; (1500); 1600; (1700) 1800; (1900); 2000; (2120); 2240; (2360); 2500 2650; 2800; (3000) 3150; (3350); 3550; (3750); 4000 4500; (4750); 5000; (5300); 5600; (6000) (6700); 7100; (7500); 8000; (8500); 9000; (9500); 10000; (10600) 11200; (11800); 12500; (13200); 14000; (15000) 16000; (17000); 18000 Разность между расчетной и внутренней длинами ремня L — LBa Примечание. Ремни, длины которых указаны в скобках, не являются предпочтительными. Характерные размеры канавок шкивов (рис. 10.8) приведены в табл. 10.13. Ширина шкива Ьт= (г — 1) * + 25, где г — число ремней, определенное расчетом. Шкивы для клиноременных передач изготовляются из тех же материалов, что и для плоскоременных передач.
Геометрические характеристики. Значения а и L определяются на основе зависимостей (10.1) и (10.2) или (10.7) и (10.8). Угол обхвата а должен быть не менее 90°. Минимальное межосевое расстояние A mm = (0,75-0,80) (Da + Dx); (10.28) максимальное не должно превышать Л max = 2 (£>2+ Dx). (10.29) При ориентировочном расчете диаметр меньшего (ведущего) шкива определяется зависимостью Dj = (1,15-г-1,25) Dmln. (Ю.ЗО) Значение D тщ находится по табл. 10.11, Передаточное число, его величина, а также соотношение между окружными скоростями на ведущем их и ведомом v2 шкивах определяются зависимостями Таблица 10.13. Размеры (мм) канавок клиноременной передачи Параметры Сечение ремня Размер s Высота е Размер е0 Толщина обода k Расчетная ширина аР 12 ± ± 0,3 16 ± ±0,3 20 ± ± 0,4 26 ± ± 0,5 37,5 ± ± 0,6 44,5 ± ± 0,7 34 10 *5 ч Б8± ± 0,8 Расчетный диаметр меньшего шкива, мм Угол профиля канавки <р0, ...° 630—1120 800—1140 >>450 Примечание. Допускаемое отклонение ф0 для 0, А, Б равно =+=1°, для ремней В, Г, Д и Е равно 3=30'. (10.11), (10.13). При этом значения Df и D2 соответствуют расчетным диаметрам шкивов. Силовые характеристики. Начальное натяжение (см. рис. 10.4) S0 = ао Л.    (10.31) где а0 — начальное напряжение в ремне; F — площадь поперечного сечения; z — количество ремней. По условию долговечности для клиноременных передач о0 = 0,12-5-0,15 МПа, Соотношение между окружным усилием Р, мощностью N и моментом М определяется на основе зависимостей (10.15)—(10.18). При этом значение к. п. д. Таблица 10.14. Значения [а0]п, МПа Сечение ремня Диаметр малого шкива D, мм [а0]п при а0, МПа Сечение ремня Диаметр малого шкива D, мм [0О]П при о0, МПа Таблица 10.15. Рекомендуемые сечения клиновых ремней в зависимости от N и v Передаваемая мощность N, кВт Сечение ремня скорости V, 1 Передаваемая мощность JV, кВт Сечение ремня при скорости V, м/с 5 < о < 10 о > 10 5 < о < 10 15 < N < 30 1 <N<2 30 < N < 60 2<N<4 60 < N < 120


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я