Расчет мощности, передаваемой клиновым ремнем. Мощность N0, передаваемая одним клиновым ремнем с поперечным сечением s, определяется по следующему уравнению:
Напряжение fz для ремня из кордткани или кордшнура следует принимать, исходя из приведенного предела прочности fв текстильных материалов, составляющих каркас ремня, допускаемого запаса прочности z (порядка 8) и коэффициента С, учитывающего влияние технологических процессов на изменение прочности материалов, составляющих ремень. Напряжение fц от центробежной силы определяют, принимая средний удельный вес клиновых ремней равным 1,25—1,30. Напряжение fиз принимают аналогично уравнению (10.10), найдя предварительным расчетом или серией экспериментов значение Еиз. Следует иметь в виду, что в клиновых ремнях разница между Ер и Ес значительнее, чем в плоских.
В уравнении (10.28) vмT — приведенный коэффициент трения ремня о стенки канавки шкива. Он принят с учетом эффекта вклинивания v ремня в канавку, как следствия радиально направленного давления ремня Nр.
Величина эффекта вклинивания v определяется отношением
Но расчетному уравнению (10.28) можно определить N, если заданы или рассчитаны: fв, z, С, модуль Е из и геометрические параметры клинового ремня.
Поскольку Еиз для рассматриваемой слойной резино-корднотканевой конструкции еще не выяснен, то для установления Nв проектном расчете в первом приближении можно исключить из расчетов напряжение от изгиба мало модульных резиновых слоев и тканевой обкладки, принимая во внимание лишь кордный каркас. Такое положение условно допустимо, поскольку модули изгиба резины и диагонально закроенной оберточной ткани значительно ниже Еиз основного несущего нагрузку слоя из прорезиненного корда. Это позволяет приближенно (предварительно) рассчитать Nо по уравнению (10.31), представляющему собой развернутую форму уравнения (10.28)
мая сечение каркаса при малой его толщине прямоугольным); Еиз — модуль изгиба материала кордного каркса.
Относительная жесткость С кордшнуровых ремней, при одинаковых размерах поперечного сечения, выше, чем кордтканевых ремней. Однако вытеснять резину кордтканью, в целях увеличения С, не следует, так как это ведет к снижению продольной гибкости ремня.
Размеры клиновых ремней. Поперечные сечения или профили клиновых ремней определяются (см. рис. 51) размерами: верхнего (широкого) основания трапеции а, «расчетной» ширины ар, высоты h и угла клина ф°. Чтобы избежать больших напряжений от изгиба, отношение a/h принимают порядка 1,6—1,7. Размеры оснований и высот берут по так называемым предпочтительным (нормальным) рядам чисел (ГОСТ 8032—56), округляя до целесообразных целых или дробных значений. Для цельнопрофильных клиновых ремней профилей О, А, Б, В, Г, Д и Е размеры эти установлены ГОСТ 1284—68 (табл. 19).
Расчетная ширина ар соответствует приближенно ширине ремня по нейтральной линии. Расчетная ширина остается неизменной при изгибе ремня на шкиве любого диаметра; ее положение определяет величину расчетных диаметров шкивов, расчетную длину и скорость ремней.
Угол ф° для всех сечений ГОСТ 1284—68 принят равным 40+-1°.
Поскольку приводные клиновые ремни изготовляют состыко ванными, приняты определенные длины ремней. Так как при про мере ремня удобно определять его длину по величине внутренней окружности, то соответственные, так называемые «внутренние длины» (500—14 000 мм), принятые по предпочтительным числам, по 40-му нормальному ряду даны в ГОСТ 1284—68. Там же при-ведена разность между «расчетной» и внутренней длинами ремня— расчетная длина ремня соответствует длине его на уровне расчетной ширины.
Сечения и длины вентиляторных кордшнуровых клиновых ремней даны в ГОСТ 5813—64.
Ремень клиноременной передачи должен свободно сходить со шкива в точке сбега. Следовательно, усилие Nр в этой точке (рис. 179) должно обращаться в нуль. Для этого необходимо, чтобы вертикальная составляющая силы трения по обоим боковым
Если принять коэффициент трения мт не зависящим от скорости V, то угол ф° можно бы иметь постоянным. Однако (см. рис. 53) углы клина ремня изменяются при огибании шкивов ремнями. Величина изменения Аф° зависит от отношения h/D. Б. А. Пронин и Ф. М. Соколовская, следуя проверенным экспериментально своим расчетам, дают такие значения Аф°:
Для производственно-технологического упрощения угол ф° принимается во всех цельнопрофильных (не зубчатых) ремнях равным 40°, поэтому необходимо иметь уменьшенные углы ф°канавок шкивов в зависимости от профиля ремня и диаметра шкива (табл.20).
Выбор расчетных диаметров шкивов. Существенную особенность клиноременной передачи представляет собой возможность применения значительных передаточных чисел, до 7 и даже до 10, что связано с применением шкивов небольших диаметров. С увеличением диаметра шкивов возрастает мощность, передаваемая ремнем, однако существенно и отношение D1/h. Отсюда при назначении диаметров шкивов приходится принимать компромиссное решение. Для цельнопрофильных клиновых ремней принят предел отношения D1/h не меньше 12, а для зубчатых возможно некоторое уменьшение его. В табл. 20 приведены так называемые расчетные диаметры D1 меньших шкивов, т. е. диаметра цилиндра, на котором располагается расчетная линия ремня.
Расчет количества ремней в передаче. Для выбора профиля ремня по мощности и скорости передачи пользуются табл. 21.,
В тех случаях, когда табл. 21 указывает несколько вариантов решений, следует учесть возможную ширину шкивов передачи или исходить из примерно допустимого числа ремней. Если задана мощность передачи N и выбран ремень соответственного поперечного сечения, устанавливают по уравнению (10.31), мощность N, которую он может передать. Количество ремней в передаче ip вычисляется по следующему уравнению
Коэффициент С1 зависит от угла обхвата, а коэффициент С2 еще и от характера нагрузки и режима работы (ГОСТ 1284—68).
Так как клиновые ремни изготовляют в определенных стандартных длинах, то при расчете передачи необходимо установить вначале приближенную длину ремня L, следуя уравнению (10.21), и затем, округлив ее до ближайшей большей стандартной длины L, принять по уравнению (10.35) окончательное межцентровое расстояние l
Количество пробегов ремня Н (в с) при заданной скорости v и длине ремня L не должно превышать 15—20, следуя уравнению (10.22).
Конструктивные особенности шкивов для клиновых ремней. При охвате шкивов угол клина ремня уменьшается. Это уменьшение тем значительнее, чем больше отношение h/D1. Чтобы обеспечить плотное прижатие и равномерное давление боковых граней ремня на стенки канавок шкивов, необходимо изготовлять шкивы с канавками соответственно меньших углов. Разница между углами клина ремня и канавок шкива принимается в пределах 4—6° (табл. 20). Прочие размеры шкивов и канавок приведены в табл. 22 и на рис. 180.