Расчет диаметров шкивов ременной передачи
На каждый вал устанавливается плоское колесо и соединяется с помощью ремня привода. В процессе вращения шкива ремень движется под воздействием силы трения.
Ременной привод – это два шкива, расположенные в одной плоскости и соединенные друг с другом при помощи закольцованного ремня. За счет применения пассивных роликов можно менять взаимное расположение осей, а перекрещивание плоских ремней позволяет изменять направление вращения. В таких случаях наблюдается снижение мощности привода.
Зубчатые ременные приводы снабжены зубцами идентичного шага и профиля. Они рассчитаны на передачу большой мощности без проскальзывания. В свою очередь, клиновые элементы способны увеличивать площадь зацепления.
При расчете привода учитываются следующие параметры:
- межосевое расстояние;
- диаметр колеса;
- профиль и габариты ремня;
- профиль канавки, шаг передачи (при необходимости);
- мощность;
- количество оборотов тихоходного (ведущего) вала;
- фактическое количество оборотов быстроходного (ведомого) вала.
Как правило, расчет производится в несколько этапов.
Типы клиновых ременных приводов
Клиновые ремни бывают следующих типов:
- с узким сечением или с зубчатой кромкой;
- с широким сечением (базовый тип).
Стандартные ременные элементы клинового типа состоят из эластичного слоя, корда, слоя сжатия и растяжения, обертки из ткани. Сечение ремня формирует слой растяжения и эластичный слой. Корд выполнен либо из химических волокон, либо из арамида – материала, повышающего нагрузочную способность детали. Обертка из ткани характеризуется повышенной стойкостью к износу.
Изделия с узким сечением были разработаны специально для повышения прочностных характеристик корда. Они рассчитаны на передачу большой мощности и работу на высоких скоростях. Минимальный диаметр шкива у таких комплектующих больше, чем у стандартного сечения. В линейку ременных приводов с типовым и узким сечением также входят ремни с зубчатой кромкой, имеющие отшлифованные боковые грани без тканевой обертки. Такие изделия обеспечивают надежное сцепление со шкивными канавками и бесшумную работу даже при использовании мелких шкивных элементов.
Характеристики ремней клинового типа
Ременные передачи разных изготовителей, имеющие одинаковую длину и сечение, являются взаимозаменяемыми. При этом они могут иметь разную нагрузочную способность из-за разного материала корда (к примеру, в деталь могут быть добавлены подкордовые слои или иные решения для повышения несущей способности).
Поскольку шкивный элемент является ответной частью приводной системы, от него в том числе зависит эффективность ременного привода.
В качестве исходных данных для расчета шкивных диаметров используются приводной механизм (например, двигатель) и его показатели. Важными параметрами приводного ремня считаются мощность и частота вращения (ЧВ) вала. Обозначим показатель частоты как n1. Обычно частота указана на шильдике агрегата, но если ее там нет, то можно рассчитать этот параметр при помощи тахометра при запуске устройства.
Основные диаметры
При расчете параметров ременного привода для шкива клиновой передачи используются различные диаметры (D): для передаточного числа – расчетный, а для размеров привода – наружный. У зубчато-ременных передач расчетный и наружный показатели отличаются на высоту зубца. Передаточное число рассчитывается по значению расчетного диаметра. Чтобы определить параметры плоскоременного привода, расчетный параметр зачастую приравнивают к наружному.
Особенности расчета
В зависимости от имеющихся компонентов механизма, при проектировании обычно решаются два типа задач. При расчете характеристик приводного механизма учитываются общие габариты аппарата, мощность на тихоходном валу и скорость вращения (СВ).
Рассмотрим, как выполняется первый расчет на основе следующих исходных данных: минимальный диаметр шкива (можно определить по таблице), приводной ремень, n1 (ЧВ тихоходного вала), n2 (ЧВ быстроходного вала). Необходимо рассчитать параметр D2 (диаметр быстроходного шкивного элемента) в мм.
При втором варианте расчета используются следующие исходные параметры: n1 (ЧВ тихоходного вала), D1 (диаметр тихоходного шкивного элемента), D2. Для определения типа привода можно измерить параметры шкива или воспользоваться таблицей. Необходимо рассчитать скорость вращения быстроходного вала n2.
Выполним расчет:
- Возьмем для примера механизм ленточной пилы с тремя ступенями скоростей. На двигателе указаны все нужные данные.
- Замерим габариты каждого шкивного элемента.
- Определим передаточное отношение (ПО, i) с помощью D1, D2 и СВ обоих валов: i = n1/n2 = D2/D1, где n1 и n2 – СВ валов.
- Определим диаметры шкивов: D2 = D1*i, где i – передаточное отношение.
- Значение D1 можно определить по параметрам используемого ремня или путем замера.
- Комментарии