Расчет клиновых приводных ремней по напряжению

 Расчет мощности, передаваемой клиновым ремнем. Мощность N_0, передаваемая одним клиновым ремнем с поперечным сечением s, определяется по следующему уравнению: 

Напряжение f_z для ремня из кордткани или кордшнура сле­дует принимать, исходя из приведенного предела прочности f_в 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 f_ц от центробежной силы определяют, принимая средний удельный вес клиновых ремней равным 1,25—1,30. Напряжение f_из принимают аналогично уравнению (10.10), найдя предварительным расчетом или серией экспериментов значение Е_из. Следует иметь в виду, что в клиновых ремнях разница между Е_р и Е_с значительнее, чем в плоских. 

В уравнении (10.28) vм_T — приведенный коэффициент трения ремня о стенки канавки шкива. Он принят с учетом эффекта вклинивания v ремня в канавку, как следствия радиально направ­ленного давления ремня N_р. 

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 Е_из 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 а_р, 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 а_р 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 N_р в этой точке (рис. 179) должно обращаться в нуль. Для этого необходимо, чтобы вертикальная составляющая силы трения по обоим боковым 

Если принять коэффициент трения м_т 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 i_p 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.