Как рассчитать шкивы по мощности двигателя

Компоновка редуктора.I этап.

Проводим горизонтальную осевую линию; на ней двумя вертикальными линиями показываем межосевое расстояние a_w=315 мм.

Вычерчиваем шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

а) зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса А₁=1,2·δ=1,2·8=9,6≈10 мм.

б) зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А=δ =8 мм.

в) расстояние между диметром окружности вершин зубьев шестерни и внутренней стенкой А=δ=8 мм.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии: для ведущего вала подшипник 308: d=40 мм,D=90 мм,B=23 мм,C=41,0 кН, С=22,4 кН; для ведомого вала подшипник 313:d=65 мм,D=140 мм,B=33 мм, С=93,3 кН, С=56,0 кН.

Смазка подшипников – пластичный смазывающий материал. Для предотвращения вымывания смазки из подшипника вводим мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер у=12 мм.

Расстояние на ведущем валу l₁=72,7 мм, на ведомом валуl₂=77,7 мм. Примем окончательноl₁=l₂=78 мм.

Глубина гнезда подшипника l_г=1,5·В; для подшипника 308 В=23 мм;l_г=1,5·23=48 мм.

Толщину фланца Δ крышки подшипника принимают примерно равной dотверстия; в этом фланце Δ=12 мм. Высоту головки болта примем 0,7·d_б=0,7·12=8,4 мм. Устанавливаем зазор между головкой болта и торцом шкива в 30 мм.

Измерением устанавливаем расстояние l₃=115,4 мм, определяющее положение шкива относительно ближайшей опоры, окончательно принимаемl₃=116 мм.

Напряжения в ремне

Характеристика напряжений в ременной передаче

Различают следующие виды напряжений в ремне: напряжение предварительного натяжения, полезное напряжение, напряжение изгиба ремня и напряжение от действия центробежных сил.
В совокупности все эти напряжения вызывают суммарные напряжения в ремне, которые при работе ременной передачи по длине ремня распределяются неравномерно (см. рис. 1).

Напряжение предварительного натяжения ремня

Напряжение σ возникает из-за необходимости придавать ремню предварительное натяжение, чтобы обеспечить его сцепление со шкивами за счет сил трения. В состоянии покоя или при холостом ходе каждая ветвь ремня натянута силой F, следовательно,

σ = F/A, где А – площадь поперечного сечения ремня.

Полезное напряжение

Отношение окружной силы (полезной нагрузки) F_t к площади поперечного сечения ремня называют полезным напряжением σ_t (на рис. 1 полезное напряжение выделено синим цветом):

σ_t = F_t/A.

Так как F_t = F₁ – F₂, то полезное напряжение σ_t является разностью напряжений в ведущей и ведомой ветвях ремня при рабочем ходе на малой скорости (пока не сказывается влияние центробежных сил), т. е.

σ_t = σ₁ – σ₂.

Напряжения σ₁ в ведущей и σ₂ в ведомой ветвях от сил F₁ и F₂ с учетом сделанных ранее определений могут быть рассчитаны по формулам:

σ₁ = F₁/A = F/A + 0,5F_t/A = σ + σ_t/2;σ₂ = F₂/A = F/A — 0,5F_t/A = σ — σ_t/2.

Величина σ_t определяет тяговую способность ременной передачи.

Напряжение изгиба в ремне

Напряжение изгиба σ_и (на рис. 1 напряжения изгиба выделены красным цветом) возникает в ремне при огибании им шкивов. В местах набегания ремня на шкивы и сбегания ремня не происходит резких скачков напряжений (см. рис. 1), так как радиус кривизны ремня изменяется постепенно.

По закону Гука σ_и = εE, где ε = y_max/r   – относительное удлинение волокон на наружной стороне ремня при изгибе.
Согласно рис…, y_max = 0,5δ   и   r = 0,5(d + δ) ≈ 0,5d.
Тогда

σ_и = δE/d,

где δ – толщина ремня; E – модуль продольной упругости материала ремня; d – расчетный диаметр шкива.

Из формулы (3) следует, что наибольшее напряжение изгиба в ремне возникает на малом шкиве диаметром d₁ (см. рис. 1). Обычно по соображениям компактности передачи стремятся принимать небольшие значения d₁. Однако при этом возникают большие напряжения изгиба σ_и, которые могут в несколько раз превышать все другие напряжения.

На практике значение напряжения изгиба ремня σ_и ограничивают минимально допустимым для каждого вида ремня значением диаметра малого (обычно — ведущего) шкива d₁.

Напряжение изгиба, изменяясь по отнулевому циклу, является главной причиной усталостного разрушения ремня. На тяговую способность ременной передачи оно не влияет.

Напряжение от центробежной силы

Во время работы передачи участки ремня, огибающие шкивы, совершают криволинейное движение по дуге окружности. В результате на них действуют центробежные силы, вызывающие соответствующие напряжения в ремне.
Напряжение от центробежной силы σ_v (на рис. 1 напряжение от центробежной силы выделено зеленым цветом) может быть определено по формуле:

σ_v = F_v/A       (4)

Суммарное напряжение в ремне

Наибольшее напряжение в ремне определяется, как сумма напряжений от каждого силового фактора, вызывающего их:

σ_max = σ_и1 + σ₁ + σ_v = σ_и1 + σ + σ_t/2 + σ_v.

Напряжение изгиба обычно значительно превышает все другие составляющие наибольшего (суммарного) напряжения в ремне.

Максимальное напряжение действует в поперечном сечении ремня в месте его набегания на малый шкив и сохраняет свою величину на всей дуге покоя α_п1 (см. рис. 1).

***

Шкивы SPC чертежи и размеры

Скорость вращения шкива = скорости вращения вала на котором данный шкив закреплен, передаваемую мощность (при ременной передаче) можно считать равной 95% от номинала, прередаточные отношения, соответственно и скорости вращения считаем как отношение диаметров используемых шкивов. Момент обратная пропорция. Все это приблизительные рассчеты, если же нужно точно, то качаем программу и считаем.

Все просто — это замена цепной передачи на ременную, из исходных данных нам нужны передаточное отношение, мощности и моменты на валах, межосевое расстояние, затем все это счастье вбивыем сюда и все.

Работает с зубчатыми ремнями, клиновыми ремнями, меи многоручьевыми ремнями и шкивами. Точно считает соотношения шкивов и ремней.

Рекомендуем. А на последок, — скрины програмки! Для примера жмем на любой скрин и смотрим что она может делать.

4.1. Выбор материала закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений

1. 1. Выбор
      твердости, термообработки и материала
      колес передачи.

Материал
зубчатой передачи и его характеристики
выбираются в зависимости от расположения
зубьев на ободе колес пары и номинальной
мощности двигателя
.
Материал выбирается одинаковый для
шестерни и колеса, но для равномерного
изнашивания зубьев и лучшей их
прирабатываемости твердость шестерни
назначается больше твердости колеса.
При этом следует ориентироваться на
дешевые марки стали.

Так
как рассчитывается закрытая зубчатая
передача с непрямыми зубьями со средней
мощностью
,
то, учитывая выше изложенные условия,
выбираю для колеса и шестерни сталь
40Х. Термообработка колеса и шестерни –
улучшение.

Интервал твердости
зубьев:

шестерни
:
269…302 НВ

колеса
:
235…262 НВ.

Определяем среднюю
твердость зубьев шестерни:

НВ,

где
– крайнее левое и правое значениеиз интервала твердостей зубьев шестерни.

Находим среднюю
твердость зубьев колеса:

НВ,

где
– крайнее левое и правое значениеиз интервала твердостей зубьев колеса.

При
этом надо соблюсти необходимую разность
средних твердостей зубьев, т.е. должно
выполнятся условие
.
При значениях,разность,
следовательно, условие выполняется.

Определяем
механические характеристики стали
шестерни:

,
,
.

Определяем
механические характеристики стали
колеса:

,
,
.

Предельные значения
размеров заготовки:

диаметр
шестерни,

толщина
обода или диска колеса.

1. 1. Определение
      допускаемых контактных напряжений.

Определяем
коэффициент долговечности для зубьев
шестерни
:

,

где
– число циклов перемены напряжений,
полученное интерполированием по средней
твердости шестерни(А.Е.
Шейнблит «Курсовое проектирование
деталей машин», таблица 3.3., стр.55),

–число циклов
перемены напряжений за весь срок службы.
Здесь
– угловая скорость быстроходного вала,

–срок службы,

где
лет – срок службы привода,

часов –
продолжительность смены,

–число смен.

часов.

Принимаем
время простоя машинного агрегата 20%
ресурса. Тогда
часов. Рабочий ресурс привода принимаемчасов

циклов.

Так
как
,
то принимаем.

Определяем
коэффициент долговечности для зубьев
колеса
:

где
– число циклов перемены напряжений,
полученное интерполированием по средней
твердости колеса(А.Е.
Шейнблит «Курсовое проектирование
деталей машин», таблица 3.3., стр.55),

.

Здесь
– угловая скорость тихоходного вала.

циклов.

Так
как
,
то принимаем.

Находим
допускаемые контактные напряжения для
шестернии колеса,
соответствующие пределу выносливости
при числе циклов перемены напряженийи:

,

.

Определяем
допускаемые контактные напряжения для
зубьев шестернии колеса:

,

.

Выбираем
окончательное допускаемое контактное
напряжение
,
как меньшее из полученных значений для
шестерни и колеса.

При
этом выполняется условие
.

1. 1. Определение
      допускаемых напряжений изгиба.

Определяем
коэффициент долговечности для зубьев
шестерни
:

,

где
– число циклов перемены напряжений для
всех сталей, соответствующее пределу
выносливости,циклов.

Так
как
,
то принимаем.

Определяем
коэффициент долговечности для зубьев
колеса
:

.

Так
как
,
то принимаем.

Находим
допускаемые напряжения изгиба для
шестернии колеса,
соответствующие пределу выносливости
при числе циклов перемены напряжений:

,

.

Определяем
допускаемые напряжения изгиба для
зубьев шестернии колеса:

,

.

Для
расчета модуля зацепления используют
допускаемое напряжение,
как меньшее из полученных значений для
шестерни и колеса.

Типы шкивов для клиновых ремней

В зависимости от конструкции различают шкивы типов 1…6 (рис. 1…6) и типов 7…9 (рис. 7…9).

Шкив типа 1 — монолитный с односторонней выступающей ступицей.

Шкив типа 2 — монолитный с односторонней выточкой.

Шкив типа 3 — монолитный с односторонней выточкой и выступающей ступицей.

Шкив типа 4 — с диском и ступицей, выступающей с одного торца обода.

Шкив типа 5 — с диском и ступицей, укороченной с одного торца обода.

Шкив типа 6 — с диском и ступицей, выступающей с одного и укороченной с другого торца обода.

Шкив типа 7 — со спицами и ступицей, выступающей с одного торца обода.

Шкив типа 8 — со спицами и ступицей, укороченной с одного торца обода.

Шкив типа 9 — со спицами и ступицей, выступающей с одного и укороченной с другого торца обода.

Даны варианты исполнения посадочного отверстия (рис. 10):

• цилиндрический,
• конический со шпонкой,
• конический.

Устройство ременной передачи, ее характеристики

Ременная передача представляет собой пару шкивов, соединенных бесконечным закольцованным ремнем. Эти приводные колеса, как правило, располагают в одной плоскости, а оси делают параллельными, при этом приводные колеса вращаются в одном направлении. Плоские (или круглые) ремни позволяют изменять направление вращения за счет перекрещивания, а взаимное расположение осей- за счет использования дополнительных пассивных роликов. При этом теряется часть мощности.

Для расчета привода важны следующие основные параметры:

• число оборотов ведущего вала;
• мощность, передаваемую приводом;
• потребное число оборотов ведомого вала;
• профиль ремня, его толщина и длина;
• расчетный, наружный, внутренний диаметр колеса;
• профиль канавки (для клиноременного);
• шаг передачи (для зубчатоременного)
• межосевое расстояние;

Вычисления обычно проводят в несколько этапов.

Текст видео

Дополнительная информация по шкивам:

Расчёт длинны приводного ремня. Онлайн калькулятор: http://automotogarage.ru/equipment/me.

Расчёт и подбор натяжного ролика для приводного ремня: http://automotogarage.ru/equipment/me.

Расчёт диаметров шкивов ремённой передачи с применение плоского ведомого шкива. Онлайн калькулятор: http://automotogarage.ru/equipment/me.

Есть у нас ещё несколько статей с онлайн калькуляторами, рекомендуем ознакомиться:

Передаваемая мощность P=6,14 кВт,

условия эксплуатации – нормальные,

частота вращения ведущего шкива n₁=1440 об/мин,

передаточное отношение i=2,4.

Тип ремня – резинотканевый клиновый, сечение ремня –А.

Вращающий момент на ведущем шкиве:

Диаметр меньшего шкива определяем по формуле:

округляем до ближайшего значения по ГОСТу 17383 –73 и окончательно d₁=125 мм.

Диаметр большего шкива:

округляем до ближайшего значения по ГОСТу 17383 – 73 и окончательно d₂=315 мм.

Уточняем передаточное отношение:

Отклонение от расчётного: .

Предварительно выбираем межосевое расстояние, равное 300 мм. Тогда длина ремня будет равна:

Округляем значение по стандартному ряду, получаем длину ремняL=1400 мм

Уточняем межосевое расстояние:

,

где

Угол обхвата меньшего шкива:

Определяем число ремней:

Предварительное натяжение ветвей клинового ремня:

Сила, действующая на валы:

Скачать программу можно ТУТ ДОСТАВКА ПОЧТОЙ

Размеры клиновых, зубчатых ремней и размеры шкивов самостоятельно выбираются для рассчета. Так же выберается профиль ремня и шкива.

Основным элементом при работе системы передачи, является шкив и ремень. Чтобы работа ременной передачи происходила правильно, нужно обязательно произвести правильный расчет шкива для зубчатого ремня.

Произвести правильный расчет, если у вас технический склад ума и вы читаете чертежи, вам поможет чертеж нужной вам детали, там можно найти всю подробную информацию.

Если же вы только начинаете, работать в данном направлении, и у вас нет опыта чтения чертежей, то не отчаивайтесь на помощь вам придет специальный справочник для «чайников». Справочник молодого конструктора, это обучающее издание, в котором вы наверняка найдете интересующие вас размеры, например, каким должно быть точное расстояние между зубьями определенного типа шкивов.

У людей с большим опытом работы имеются свои неоспоримые методики, например, расчет от среднего зуба шкива и многие другие. Если Вы не можете определиться с типом нужного шкива, размером шкива, способом посадки его на вал, то можете позвонить нам, мы всегда поможем подобрать шкив. Так же предлагаем Вам скачать каталог шкивов. У нас можно купить шкивы по самым хорошим ценам.

Предприятие осуществляет поставку комплектующих, а именно шкивов, подшипников, валов, звезд, цепей, муфт, электродвигателей, вариаторов, редукторов. Имеется система скидок. Доставка любой транспортной компанией в рамках Единого эконом. пространства, Таможенного союза, России.

Источник

Основные диаметры

Для расчета параметров шкивов, а также привода в целом, применяются различные значения диаметров, так, для шкива клиноременной передачи используются:

• расчетный D расч;
• наружный D нар;
• внутренний, или посадочный D вн.

Для вычисления передаточного числа используется расчетный диаметр, а наружный-для расчета габаритов привода при компоновке механизма.

Для зубчатоременной передачи D расч отличается от D нар на высоту зубца. Передаточное число также рассчитывается, исходя из значения D расч.

Для расчета плоскоременного привода, особенно при большом размере обода относительно толщины профиля, часто принимают D расч равным наружному.

Синхронные и асинхронные электромашины

Двигатели переменного напряжения есть трёх типов: синхронные, угловая скорость ротора которых совпадает с угловой частотой магнитного поля статора; асинхронные – в них вращение ротора отстаёт от вращения поля; коллекторные, конструкция и принцип действия которых аналогичны двигателям постоянного напряжения.

Синхронная скорость

Скорость вращения электромашины переменного тока зависит от угловой частоты магнитного поля статора. Эта скорость называется синхронной. В синхронных двигателях вал вращается с той же быстротой, что является преимуществом этих электромашин.

Для этого в роторе машин большой мощности есть обмотка, на которую подаётся постоянное напряжение, создающее магнитное поле. В устройствах малой мощности в ротор вставлены постоянные магниты, или есть явно выраженные полюса.

Скольжение

В асинхронных машинах число оборотов вала меньше синхронной угловой частоты. Эта разница называется скольжение «S». Благодаря скольжению в роторе наводится электрический ток, и вал вращается. Чем больше S, тем выше вращающий момент и меньше скорость. Однако при превышении скольжения выше определённой величины электродвигатель останавливается, начинает перегреваться и может выйти из строя. Частота вращения таких устройств рассчитывается по формуле на рисунке ниже, где:

• n – число оборотов в минуту,
• f – частота сети,
• p – число пар полюсов,
• s – скольжение.

Такие устройства есть двух типов:

• С короткозамкнутым ротором. Обмотка в нём отливается из алюминия в процессе изготовления;
• С фазным ротором. Обмотки выполнены из провода и подключаются к дополнительным сопротивлениям.

Регулировка частоты вращения

В процессе работы появляется необходимость регулировки числа оборотов электрических машин. Она осуществляется тремя способами:

• Увеличение добавочного сопротивления в цепи ротора электродвигателей с фазным ротором. При необходимости сильно понизить обороты допускается подключение не трёх, а двух сопротивлений;
• Подключение дополнительных сопротивлений в цепи статора. Применяется для запуска электрических машин большой мощности и для регулировки скорости маленьких электродвигателей. Например, число оборотов настольного вентилятора можно уменьшить, включив последовательно с ним лампу накаливания или конденсатор. Такой же результат даёт уменьшение питающего напряжения;
• Изменение частоты сети. Подходит для синхронных и асинхронных двигателей.

Внимание!
Скорость вращения коллекторных электродвигателей, работающих от сети переменного тока, не зависит от частоты сети