Как выполнить расчет ременной (клиновой) передачи?

Ременные передачи широко используются в случаях передачи вращения между валами расположенными на значительном расстоянии друг от друга. Причем передача вращения от одного вала к другому осуществляется при небольшом передаточном отношении. По сравнению с другими видами механических передач, ременная передача имеет довольно простую конструкцию, а благодаря эластичности ремней работает бесшумно и плавно. Приводные ремни отличаются по форме поперечного сечения и могут быть плоскими, клиновыми, поликлиновыми или зубчатыми. В данной статье на примере рассмотрим методику расчета ременной передачи с клиновыми ремнями, так как этот тип ремней наиболее часто используется в промышленности. Пример. Ведущий шкив передачи устанавливается на вал двигателя переменного тока, мощность которого равна P=5кВт. Число оборотов ведущего шкива n₁=1460 об/мин. Нужно, чтобы ведомый вал вращался с частотой n₂=900 об/мин. В ременной передачи будут применяться клиновые ремни, работающие в широком диапазоне скоростей (5-40 м/с). Режим работы ременной передачи – средний. Количество рабочих смен – две. Нужно определить диаметры ведущего и ведомого шкивов, межосевое расстояние между валами, а также сечение ремней и их количество в расчетной передаче (см. рис.1).

Перейдем непосредственно к расчету ременной передачи. Для начала определим передаточное отношение передачи:

Определим крутящий момент на валу двигателя по следующей формуле:

где P – мощность электродвигателя (подставляется в формулу в ватах), w₁ – окружная скорость (с^-1), которая рассчитывается следующим образом:

где n₁ – число оборотов электродвигателя (об/мин).

Далее определим сечение клинового ремня необходимого для передачи вращения. Для этого находим расчетный момент с учетом сменности работы и его динамического нагружения:

где С_p – коэффициент режима работы, который выбирается из таблицы в зависимости от типа двигателя, режима работы и количества смен.

Тип двигателей I: Электродвигатели переменного тока, турбины, электродвигатели постоянного тока шунтовые. Тип двигателей II: Электродвигатели постоянного тока компаундные, двигатели внутреннего сгорание (ДВС) с частотой вращения n≥600 мин^-1. Тип двигателей III: Электродвигатели переменного тока с повышенным пусковым моментом, сериесные двигатели постоянного тока, ДВС при n≤600 мин^-1. В данном случае коэффициент С_P=1,2, так как для вращения передачи используется электродвигатель переменного тока, режим работы передачи средний, а количество рабочих смен – 2.

Определив крутящий момент Т_1P=39,26 (Н×м) выбираем из приведенной таблицы сечение клинового ремня. В нашем случае у ремней сечение – А (нормальное). Также согласно данным показанным в таблице принимаем диаметр ведущего шкива d₁=100мм (d_1min=90мм) (см. рис.2).