Содержание
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.
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.
Легко подсчитать, что для шкива на валу электродвигателя с частотой вращения 1400 об/мин, минимальный диаметр шкива (повышающая передача) при линейной скорости ремня 10 м/с составит около 136 мм.
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:
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 
Рекомендованные сообщения
Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!
Войти
Уже зарегистрированы? Войдите здесь.
Сейчас на странице 0 пользователей
Нет пользователей, просматривающих эту страницу.
В приводах различных машин и механизмов ременные передачи находят очень широкое применение благодаря своей простоте и дешевизне при проектировании, изготовлении и эксплуатации. Передаче не нужен корпус в отличие от червячной или зубчатой передачи, не нужна.
. смазка. Ременная передача бесшумна и быстроходна. Недостатками ременной передачи являются: значительные габариты (в сравнении с той же зубчатой или червячной передачей) и ограниченный передаваемый крутящий момент.
Наибольшее распространение получили передачи: клиноременные, с зубчатым ремнем, вариаторные широкоременные, плоскоременные и круглоременные. В предлагаемой вашему вниманию статье мы рассмотрим проектировочный расчет клиноременной передачи, как самой распространенной. Итогом работы станет программа, реализующая пошаговый алгоритм расчета в программе MS Excel.
Для подписчиков блога внизу статьи, как обычно, ссылка на скачивание рабочего файла.
Предлагаемый вниманию алгоритм реализован на материалах ГОСТ 1284.1-89, ГОСТ 1284.3-96 и ГОСТ 20889-80. Эти ГОСТы находятся в свободном доступе в Сети, их необходимо скачать. При выполнении расчетов мы будем пользоваться таблицами и материалами выше перечисленных ГОСТов, поэтому они должны быть «под рукой».
Что, собственно говоря, предлагается? Предлагается систематизированный подход к решению вопроса проектировочного расчета клиноременной передачи. Вам не нужно детально изучать вышеперечисленные ГОСТы, вам просто необходимо строго последовательно по шагам выполнять предложенную ниже инструкцию – алгоритм расчета. Если вы не занимаетесь постоянно проектированием новых ременных передач, то со временем порядок действий забывается и, восстанавливая в памяти алгоритм, каждый раз приходится затрачивать значительное время. Пользуясь предложенной ниже программой, вы сможете быстрее и эффективнее выполнять расчеты.
Проектировочный расчет в Excel клиноременной передачи.
Если у вас на компьютере не установлена программа MS Excel, то расчеты можно выполнить в программе OOo Calc из пакета Open Office, которую всегда можно свободно скачать и установить.
Расчет будем выполнять для передачи с двумя шкивами – ведущим и ведомым, без натяжных роликов. Общая схема клиноременной передачи изображена на представленном чуть ниже этого текста рисунке. Запускаем Excel, создаем новый файл и начинаем работать.
В ячейках со светло-бирюзовой заливкой пишем исходные данные и данные, выбранные пользователем по таблицам ГОСТов или уточненные (принятые) расчетные данные. В ячейках со светло-желтой заливкой считываем результаты расчетов. В ячейках с бледно-зеленой заливкой помещены мало подверженные изменениям исходные данные.
В примечаниях ко всем ячейкам столбца D даны пояснения, как и откуда выбираются или по каким формулам рассчитываются все значения.
Начинаем «шагать» по алгоритму — заполняем ячейки исходными данными:
1. Коэффициент полезного действия передачи КПД (это КПД ременной передачи и КПД двух пар подшипников качения) пишем
в ячейку D2: 0,921
2. Предварительное значение передаточного числа передачи u’ записываем
в ячейку D3: 1,48
3. Частоту вращения вала малого шкива n1 в об/мин пишем
в ячейку D4: 1480
4. Номинальную мощность привода (мощность на валу малого шкива) P1 в КВт заносим
в ячейку D5: 25,000
Далее в диалоговом режиме пользователя и программы выполняем расчет ременной передачи:
5. Вычисляем вращательный момент на валу малого шкива T1 в н*м
в ячейке D6: =30*D5/(ПИ()*D4)*1000 =164,643
T1 =30* P 1 /(3,14* n 1 )
6. Открываем ГОСТ1284.3-96, назначаем по п.3.2 (таблице 1 и таблице 2) коэффициент динамичности нагрузки и режима работы Cp и записываем
в ячейку D7: 1,0
7. Расчетную мощность привода Р в КВт, по которой будем выбирать сечение ремня считаем
в ячейке D8: =D5*D7 =25,000
P = P1 * Cp
8. В ГОСТ1284.3-96 выбираем по п.3.1 (рис.1) типоразмер сечения ремня и заносим
в объединенную ячейку C9D9E9: C(B)
9. Открываем ГОСТ20889-80, назначаем по п.2.2 и п.2.3 расчетный диаметр малого шкива d1 в мм и записываем
в ячейку D10: 250
Желательно не назначать расчетный диаметр малого шкива равным минимально возможному значению. Чем больше диаметр шкивов, тем дольше прослужит ремень, но тем больше будут габариты у передачи. Здесь необходим разумный компромисс.
10. Линейная скорость ремня v в м/с, рассчитывается
в ячейке D11: =ПИ()*D10*D4/60000 =19,0
v =3.14* d1 * n1 /60000
Линейная скорость ремня не должна превышать 30 м/с!
11. Расчетный диаметр большого шкива (предварительно) d2’ в мм рассчитывается
в ячейке D12: =D10*D3 =370
d2’ = d 1 * u’
12. По ГОСТ20889-80, назначаем по п.2.2 расчетный диаметр большого шкива d2 в мм и пишем
в ячейку D13: 375
13. Уточняем передаточное число передачи u
в ячейке D14: =D13/D10 =1,500
u = d2 / d1
14. Рассчитываем отклонение передаточного числа окончательного от предварительного delta в % и сравниваем с допустимым значением, приведенным в примечании
в ячейке D15: =(D14-D3)/D3*100 =1,35
delta =( u — u’)/ u’
Отклонение передаточного числа желательно не должно превышать 3% по модулю!
15. Частоту вращения вала большого шкива n2 в об/мин считаем
в ячейке D16: =D4/D14 =967
n2 = n1 / u
16. Мощность на валу большого шкива P2 в КВт определяем
в ячейке D17: =D5*D2 =23,032
P2 = P1 * КПД
17. Вычисляем вращательный момент на валу большого шкива T2 в н*м
в ячейке D18: =30*D17/(ПИ()*D16)*1000 =227,527
T2 =30* P 2 /(3,14* n 2 )
18. Далее определяем минимальное межцентровое расстояние передачи a min в мм
в ячейке D19: =0,7*(D10+D13) =438
a min =0,7*( d 1 + d 2 )
19. Рассчитываем максимальное межцентровое расстояние передачи a max в мм
в ячейке D20: =2*(D10+D13) =1250
a max =2*( d 1 + d 2 )
20. Из полученного диапазона и опираясь на конструктивные особенности проекта назначаем предварительное межцентровое расстояние передачи a’ в мм
в ячейке D21: 700
21. Теперь можно определить предварительную расчетную длину ремня Lp’ в мм
в ячейке D22: =2*D21+(ПИ()/2)*(D10+D13)+(D13-D10)^2/(4*D21) =2387
Lp’ =2* a’ +(3,14/2)*( d1 + d2 )+(( d2 – d1 )^2)/(4* a’ )
22. Открываем ГОСТ1284.1-89 и выбираем по п.1.1 (таблица 2) расчетную длину ремня Lp в мм
в ячейке D23: 2500
23. Пересчитываем межцентровое расстояние передачи a в мм
в ячейке D24: =0,25*(D23- (ПИ()/2)*(D10+D13)+((D23- (ПИ()/2)*(D10+D13))^2-8*((D13-D10)/2)^2)^0,5) =757
a =0,25*( Lp — (3,14/2)*( d1 + d2 )+(( Lp — (3,14/2)*( d1 + d2 ))^2-8*(( d2 – d1 ) /2)^2)^0,5)
24. Далее считаем угол обхвата ремнем малого шкива A в градусах
в ячейке D25: =2*ACOS ((D13-D10)/(2*D24))/ПИ()*180 =171
A =2*arccos (( d2 – d1 )/(2* a ))
25. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблицы 5-17) номинальную мощность, передаваемую одним ремнем P0 в КВт и записываем
в ячейку D26: 9,990
26. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблица18) коэффициент угла обхвата CA и вводим
в ячейку D27: 0,982
27. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблица19) коэффициент длины ремня CL и пишем
в ячейку D28: 0,920
28. Предполагаем, что число ремней будет 4. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблица20) коэффициент числа ремней в передаче CK и записываем
в ячейку D29: 0,760
29. Определяем расчетное необходимое число ремней в приводе K’
в ячейке D30: =D8/D26/D27/D28/D29 =3,645
K’ = P /( P0 * CA * CL * CK )
30. Окончательно определяем число ремней в приводе K
в ячейке D31: =ОКРВВЕРХ(D30;1)=4
K =округление вверх до целого ( K ’ )
Мы выполнили проектировочный расчет в Excel клиноременной передачи с двумя шкивами, целью которого было определение основных характеристик и габаритных параметров на основе частично заданных силовых и кинематических.
Буду рад видеть ваши комментарии, уважаемые читатели.
Чтобы получать информацию о выходе новых статей вам следует подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или вверху страницы.
Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей», подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту .
С этого момента к вам на почту примерно раз в неделю будут приходить небольшие уведомления о появлении на моем сайте новых статей. (Отказаться от подписки можно в любой момент.)
Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ НА АНОНСЫ СТАТЕЙ.
ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так. — никаких паролей нет!
Ссылка на скачивание файла: raschet-klinoremennoy-peredachi (xls 63,0KB).
