Расчет диаметров шкивов ременной передачи

Содержание

Как рассчитать ременную передачу на уменьшение оборотов

Ременная передача передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый. В зависимости от передаточного числа она может повышать или понижать обороты. Передаточное число зависит от соотношения диаметров шкивов — приводных колес, связанных ремнем. При расчете параметров привода нужно также учитывать мощность на ведущем валу, скорость его вращения и общие габариты устройства.

Расчет скорости шкивов ременной передачи калькулятор. Расчёт клиноременной передачи

©ООО”Кайтек” 2020. Любое использование либо копирование материалов или подборки материалов сайта, может осуществляться лишь с разрешения автора (правообладателя) и только при наличии ссылки на сайт www.caetec.ru

Что такое ременная передача? Расчет ременной передачи

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.

Клиноременные приводы за счет клиновидной формы поперечного сечения ремня позволяют увеличить площадь зацепления его со шкивом ременной передачи. На нем делается канавка по форме клина.

Зубчатоременные приводы имеют зубцы равного шага и профиля на внутренней стороне ремня и на поверхности обода. Они не проскальзывают, позволяя передавать большую мощность.

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.

Как уменьшить частоту вращения электродвигателя

как правильно рассчитать диаметры шкивов, чтобы ножевой вал деревообрабатывающего станка вращался со скоростью 3000…3500 оборотов в минуту. Частота вращения электрического двигателя 1410 оборотов в минуту (двигатель трехфазный, но будет включен в однофазную сеть (220 В) с помощью системы конденсаторов. Ремень клиновой.

Диаметр шкива, в зависимости от частоты вращения вала и линейной скорости шкива, определяют по формуле:

где D1 — диаметр шкива, мм; V — линейная скорость шкива, м/с; n — частота вращения вала, об/мин.

Легко подсчитать, что для шкива на валу электродвигателя с частотой вращения 1400 об/мин, минимальный диаметр шкива (повышающая передача) при линейной скорости ремня 10 м/с составит около 136 мм.

Диаметр ведомого шкива вычисляют по следующей формуле:

D2 = D1x(1 — ε)/(n1/n2),

где D1 и D2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм; ε — коэффициент скольжения ремня, равный 0,007…0,02; n1 и n2 — частота вращения ведущего и ведомого валов, об/мин.

Так как значение коэффициента скольжения весьма мало, то поправку на скольжение можно и не учитывать, то есть вышестоящая формула приобретет более простой вид:

Минимальное расстояние между осями шкивов (минимальное межцентровое расстояние) составляет:

где Lmin — минимальное межцентровое расстояние, мм; D1 и D2 — диаметры шкивов, мм; h — высота профиля ремня.

Чем меньше межцентровое расстояние, тем сильнее изгибается ремень при работе и тем меньше срок его службы. Целесообразно принимать межцентровое расстояние больше минимального значения Lmin, причем делают его тем больше, чем ближе значение передаточного отношения к единице. Но во избежание чрезмерной вибрации применять очень длинные ремни не следует. Кстати, максимальное межцентровое расстояние Lmax легко вычислить по формуле:

В разделе Строительство и Ремонт на вопрос двигатель 5.5 кв обороты 2850 как увеличить шкивами до 5700 на пилораму заданный автором Осознать лучший ответ это Вы сами ответили— Шкивами. а, 5700 это не очень высокие обороты? Опасно очень на 300мм диске у вас будет скорость на распиле 300 км в час (85метров в секунду) . 200мм шкиф на двигателе и 100мм диск на диске. Меньше 100 мм уже будут большие нагрузки на проворачивание. Ну может 140мм на 70мм. еще покатит.

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.

Клиноременные приводы за счет клиновидной формы поперечного сечения ремня позволяют увеличить площадь зацепления его со шкивом ременной передачи. На нем делается канавка по форме клина.

Зубчатоременные приводы имеют зубцы равного шага и профиля на внутренней стороне ремня и на поверхности обода. Они не проскальзывают, позволяя передавать большую мощность.

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.

Расчет зубчатых шкивов.

Расчет шкива для зубчатого ремня. Расчет оборотов шкивов, изменение передаточного отношения ременной передачи.

Увеличение или уменьшение оборотов при помощи шкивов.

Как рассчитать диаметр шкивов для передачи? Увеличение оборотов шкивами.

Размеры шкивов и ремней.

Програма подбора и расчета нагрузок — качаем, устанавливаем и сами считаем ремни и шкивы.

Многие задаются вопросом — как подобрать шкивы по звездам?

Как рассчитать обороты на шкивах?

Какие диаметры шкивов необходимы для получения нужного передаточного отношения?

Задачи

1. Мальчик Ваня измерил штангенциркулем ведущий и ведомый шкив. Диаметр первого составил 12 миллиметров, второго – 32 миллиметра. Какое передаточное отношение у этой ремённой передачи?

2. Угловая скорость вращения вала мотора – 420 оборотов в секунду. Какая угловая скорость будет у ведомого шкива, если передаточное отношение i = 12 : 1?

3. Собери одноступенчатую понижающую ремённую передачу из деталей Lego. В качестве шкивов можно использовать диск узкого или большого колеса и желтые втулки. На ведущую ось установи ручку, на ось ведомого шкива установи стрелку, чтобы считать обороты.

Измерь с помощью линейки или штангенциркуля диаметры шкивов.

Заполни таблицу. Проверь опытным путем полученное значение с помощью стрелки.

4. Собери двухступенчатую понижающую ремённую передачу с ручкой и стрелкой (пример — в 3 задаче). Посчитай передаточное отношение через диаметры. Проверь полученное значение опытным путем.

Расчет передачи

Расчет клиноременной передачи производится по установленной методике. При этом определяется показатель передаваемой мощности механизма. Она рассчитывается по следующей формуле:

Читать также: Как правильно натянуть цепь на электропиле

М = Мном. * К, где Мном. – номинальная мощность, которую потребляет привод при работе, кВт; К – коэффициент динамической нагрузки.

Минимальный диаметр шкива клиноременной передачи

При проведении расчетов во внимание берется показатель, вероятность распределения которого в стационарном режиме составляет не более 80%. Коэффициент нагрузки и режима представлены в специальных таблицах. При этом можно определить скорость для ремня. Она будет составлять:

СР = π * Д1 * ЧВ1/6000 = π * Д2 * ЧВ2/6000, где Д1, Д2 – диаметр меньшего и большего шкива (соответственно); ЧВ1, ЧВ2 – частота вращения меньшего и большего диска. Диаметр меньшего шкива не должен превышать расчетную предельно допустимую скорость ремня. Она составляет 30 м/с.

Основные диаметры

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

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

Для зубчатоременной передачи Dрасч отличается от Dнар на высоту зубца.
Передаточное число также рассчитывается, исходя из значения Dрасч.

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

Длина открытой ременной передачи Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Радиусы меньшего шкива: 6 метр –> 6 метр Конверсия не требуется
Радиусы большего шкива: 10 метр –> 10 метр Конверсия не требуется
Расстояние между центрами двух шкивов: 5 метр –> 5 метр Конверсия не требуется

ШАГ 2: Оцените формулу

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

63.4654824574367 метр –> Конверсия не требуется

Предварительный расчёт валов редуктора.

Предварительные расчёты проведём накручение по пониженным допускаемымнапряжениям.

Диаметр выходного конца при допускаемомнапряжении, учитывая влияние изгибавала от натяжения ремня, [τ 0 ]=25МПа

92gipicse.png

Принимаем ближайшее большее значениеиз стандартного ряда d в2 =28мм. Диаметр вала под подшипникамипринимаемd п2 =35 мм.Шестерню выполним за одно целое с валом.

7mtranst7dca3.pngВедомыйвал:

Допускаемое напряжение принимаем[τ 0 ]=20 МПа

С учётом стандартного ряда d в3 =50мм. Диаметр вала под подшипникамипринимаемd п3 =55 мм,под зубчатым колесомd к3 =60мм.

Диаметры остальных участков валовназначают исходя из конструктивныхсоображений при компоновке редуктора.

a4a4b-img-u5MM7S.png6730654-622x765.png

Варианты замены клиновых ремней по длине

Все приводы, использующие клиновые ремни имеют натяжку, учитывая огромное число типов приводов и их размеры, вариантов изменения длины ремня в большую или меньшую сторону очень много. Поэтому рассмотрим наиболее распространенные примеры замен ремня по длине.

— Если длина ремня менее 1000 мм, то ремень можно ставить +- 10 мм от установленного ранее, — Если длина ремня от 1000 до 1500 мм, то ремень можно ставить +- 13 мм от установленного ранее, — Если длина ремня от 1500 до 2000 мм, то ремень можно ставить +- 17 мм от установленного ранее, — Если длина ремня от 2000 до 2500 мм, то ремень можно ставить +- 19 мм от установленного ранее, — Если длина ремня от 2500 до 3000 мм, то ремень можно ставить +- 22 мм от установленного ранее, — Если длина ремня от 3000 до 4000 мм, то ремень можно ставить +- 30 мм от установленного ранее, — Если длина ремня более 4000 мм, то ремень можно ставить +- 40 мм установленного ранее.

В 99% случаях данная разница в длине ремня компенсируется натяжным шкивом, который в обязательном порядке присутствует во всех типах приводов использующих клиновой ремень. Сдвиг на фиксирующей планке натяжного шкива будет в 2 раза меньше чем изменение длины ремня. То есть если мы ставим ремень на 20 мм длиннее оригинала, то фиксирующий болт на этой планке сдвинется всего на 10 мм.

Подбор клинового ремня по размерам сечения и длины могут выполнить специалисты ООО «ТПК «Белтимпэкс». По вопросам приобретения и сотрудничества обращайтесь в отдел продаж компании.

Положительные стороны

Клиноременная передача обладает массой достоинств, поэтому ее сегодня применяют в различных агрегатах достаточно часто. Подобная конструкция обеспечивает высокую плавность работы. Система функционирует практически бесшумно.

При неточностях при установке шкивов это отклонение компенсируется. Это особенно заметно по углу перекрещивания, который определяется между дисками. Нагрузка компенсируется в процессе проскальзывания ремня. Это позволяет несколько продлить срок эксплуатации системы.

Передача ременного типа компенсирует пульсации, которые возникают при работе двигателя. Поэтому можно обойтись без установки упругой муфты. Чем проще конструкция, тем лучше.

Смазывать представленный механизм не потребуется. Экономия проявляется в отсутствии необходимости приобретать расходные материалы. Шкивы и ремень можно легко заменить. Стоимость представленных элементов остается приемлемой. Смонтировать систему просто.

При использовании этой системы получается создать регулируемое передаточное отношение. Механизм имеет возможность работать на высоких скоростях. Даже при обрыве ленты остальные элементы системы остаются целыми. Валы при этом могут находиться на значительном удалении друг от друга.

Рассмотрев, что собой представляет клиноременная передача, можно отметить ее высокие эксплуатационные характеристики. Благодаря этому, представленную систему сегодня используют во многих агрегатах.

Ременная передача передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый. В зависимости от передаточного числа она может повышать или понижать обороты. Передаточное число зависит от соотношения диаметров шкивов — приводных колес, связанных ремнем. При расчете параметров привода нужно также учитывать мощность на ведущем валу, скорость его вращения и общие габариты устройства.

Минимальный диаметр шкива клиноременной передачи

Клиновые ремни (по гост 1284 – 68)

10+ Ременные, канатные и цепные приводы Калькуляторы

Длина открытой ременной передачи формула

length_belt = pi *( Радиусы меньшего шкива + Радиусы большего шкива )+(2* Расстояние между центрами двух шкивов )+((( Радиусы большего шкива – Радиусы меньшего шкива )^2)/ Расстояние между центрами двух шкивов )
L = pi *( r2 + r1 )+(2* x )+((( r1 – r2 )^2)/ x )

Относительное скольжение ремня.

2.1.6. Определяем межосевое расстояние a: его выбираем в интервале:

Принимаем близкое к среднему значению.

2.1.7. Расчётная длинна ремня определяется по формуле:

Выбираем ближайшую по стандартному ряду длину ремня.

2.1.8. Вычисляем среднее значение диаметра шкива:

2.1.9. Определяем новое значение aс учётом стандартной длинныLпо формуле:

Примечание: при монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения aна0.001Lдля того, чтобы облегчить надевание ремней на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличенияaна0.025L.

2.1.10. Угол обхвата меньшего шкива, в градусах:

1MIN =110 0

2.1.11. Окружная скорость, м/с:

D1n1/60000

2.1.12. По табл.2.3 находим методом интерполяции величину окружного усилия Р , передаваемого одним клиновым ремнём приu=1, и длинеL .

2.1.13. Допускаемое окружное усилие на один ремень

,

где коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата:

коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:

2.1.14. Определяем окружное усилие, передаваемое ременной передачей Н:

, где N- Вт, V-м/сек

2.1.15. Расчётное число ремней

2.1.16. Определяем усилия в ремённой передачи, приняв напряжения от предварительного натяжения = 1.6 Н/мм 2

Предварительное натяжение каждой ветви ремня Н:

F – площадь сечения ремня

Конструктивные размеры шестерни и колеса.

Шестерня выполняется за одно целое свалом; её размеры определены выше: d 1 =65мм,d 1 a =70мм,b 1 =45 мм.

Колесо штампованное: d 2 =335мм,d a 2 =340мм,b 2 =40 мм.

Диаметр ступицы d ст =1,6·d к3 =1,6·65=104мм;длина ступицыl ст =1,2·65=78мм.

Толщина обода δ 0 =(2,5÷4)m=4·2,5=10мм.

Толщина диска C=0,3·b 2 =0,3·40=12мм.

Как изготовить своими руками?

Существуют различные варианты схем регулировки. Приведём один из них более подробно.

Вот схема его работы:

Первоначально, это устройство было разработана для регулировки коллекторного двигателя на электротранспорте. Речь шла о таком, где напряжение питания составляет 24 В, но эта конструкция применима и для других двигателей.

Слабым местом схемы, которое было определено при испытаниях её работы, является плохая пригодность при очень больших значениях силы тока. Это связано с некоторым замедлением работы транзисторных элементов схемы.

Рекомендуется, чтобы ток составлял не более 70 А. В этой схеме нет защиты по току и по температуре, поэтому рекомендуется встроить амперметр и контролировать силу тока визуально. Частота коммутации составит 5 кГц, она определяется конденсатором C2 ёмкостью 20 нф.

При этом, рекомендуется подобрать величину R1 таким образом, чтобы правильно настроить работу регулятора. С выхода микросхемы, управляющий импульс поступает на двухтактный усилитель на транзисторах КТ815 и КТ816, далее идёт уже на транзисторы.

Печатная плата имеет размер 50 на 50 мм и изготавливается из одностороннего стеклотекстолита:

На этой схеме дополнительно указаны 2 резистора по 45 ом. Это сделано для возможного подключения обычного компьютерного вентилятора для охлаждения прибора. При использовании в качестве нагрузки электродвигателя, необходимо схему заблокировать блокирующим (демпферным) диодом, который по своим характеристикам соответствует удвоенному значению тока нагрузки и удвоенному значению питающего напряжения.

Работа устройства при отсутствии такого диода может привести к поломке вследствие возможного перегрева. При этом, диод нужно будет поместить на теплоотвод. Для этого, можно воспользоваться металлической пластиной, которая имеет площадь 30 см2.

Регулирующие ключи работают так, что потери мощности на них достаточно малы. В оригинальной схеме, был использован стандартный компьютерный вентилятор. Для его подключения использовалось ограничительное сопротивление 100 Ом и напряжение питания 24 В.

Собранное устройство выглядит следующим образом:

При изготовлении силового блока (на нижнем рисунке), провода должны быть присоединены таким образом, чтобы было минимум изгибов тех проводников по которым проходят большие токи.Мы видим, что изготовление такого прибора требует определённых профессиональных знаний и навыков. Возможно, в некоторых случаях имеет смысл воспользоваться покупным устройством.

Расчетные геометрические зависимости в ременной передаче

α1, α2 — углы обхвата; R1, R2 — радиусы шкивов; A — межцентровое расстояние

Свободная теоретическая длина ремня

Диаметр малого шкива по опытной формуле Саверина

N — мощность в кВт; n — число оборотов в минуту. D2 = D1i, уточненно D2 =D1i(1 —ξ ), где ξ — коэффициент упругого скольжения ремня. Диаметры шкивов округляются до ближайшего значения по ГОСТ

Упругое скольжение ремня

По формуле Эйлера для трения гибких тел натяжение набегающей ветви ремня S1 больше, чем натяжение сбегающей S2:

Здесь: α — угол обхвата ремня; β — угол упругого скольжения ремня; f — коэффициент трения ремня по шкиву; l — основание натуральных логарифмов

Так как натяжение ветвей ремня неодинаково, то и относительное удлинение их по закону Гука также будет неодинаковым. На дуге α эти удлинения выравниваются, что может иметь место лишь при условии упругого скольжения ремня, величина дуги α зависит от передаваемой нагрузки. Если нагрузку все время увеличивать, то в пределе дуга достигнет дуги β. Физически это будет соответствовать полному буксованию ремня, что совершенно недопустимо. Относительное удлинение ветвей ремня:

Относительное упругое скольжения ремня:

Упругое скольжение ремня под нагрузкой вполне закономерно, оно обычно не превышает 0,02 (2%); если передачу перегрузить, то упругое скольжение переходит в недопустимое буксование

Для чего используется ременная передача?

Ременный привод в машинном оборудовании представляет собой пару шкивов, прикрепленных к обычно параллельным валам и соединенных охватывающим гибким ремнем (лентой), который может служить для передачи и изменения вращательного движения от одного вала к другому.

Номинальные расчетные диаметры dp шкивов, мм:

50; (53); 56; (60); 63; (67); 71; (75); 80; (85); 90; (95); 100; (106); 112; (118); 125; (132); 140; (150); 160; (170); 180; (190); 200; (212); 224; (236); 250; (265); 280; (300); 315; (335); 355; (375); 400; (425); 450; 475; 500; (530); 560; (600); (620); 630; (670); 710; (750); 800; (850); 900; (950); 1000; (1060); 1120; (1180); 1250; (1320); 1400; (1500); 1600; (1700); 1800; (1900); 2000; (2120); 2240; (2360); 2500; (2650); (2800); (3000); (3150); (3550); (3750); (4000) мм.

Примечание. Размеры, указанные в скобках, применяются в технически обоснованных случаях.

Расчет длины клинового ремня

При эксплуатации резинотехнических изделий их геометрия изменяется до 10%, и эта особенность значительно упрощает подбор клиновых ремней по длине.

Подбор клиновых ремней европейского и американского производства осуществляется по размерам, отличающимся от ГОСТ 1284.1-89.

Европейский стандарт DIN 2215 маркируется указанием номера профиля и длины по внутреннему радиусу. Американский стандарт RMA так же указывает длину по внутреннему радиусу в дюймах. Измерения проводятся в свободном, не натянутом положении. Расчет длины клинового ремня российского производства необходимо делать по корду.

Внутренняя длина клинового ремня может быть измерена непосредственно по положению, которое он занимал на шкивах привода, с помощью гибкой рулетки или сантиметра.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

Adblock
detector