Расчет клиноременной передачи

Опубликовано 09 Сен 2013
Рубрика: Механика | 35 комментариев



Ремни для клиноременной передачиВ приводах различных машин и механизмов ременные передачи находят очень широкое применение благодаря своей простоте и дешевизне при проектировании, изготовлении и эксплуатации. Передаче не нужен корпус в отличие от червячной или зубчатой передачи, не нужна...

...смазка. Ременная передача бесшумна и быстроходна. Недостатками ременной передачи являются: значительные габариты (в сравнении с той же зубчатой или червячной передачей) и ограниченный передаваемый крутящий момент.

Наибольшее распространение получили передачи: клиноременные, с зубчатым ремнем, вариаторные широкоременные, плоскоременные и круглоременные. В предлагаемой вашему вниманию статье мы рассмотрим проектировочный расчет клиноременной передачи, как самой распространенной. Итогом работы станет программа, реализующая  пошаговый алгоритм расчета в программе MS Excel.

Для подписчиков блога внизу статьи, как обычно, ссылка на скачивание рабочего файла.

Предлагаемый вниманию алгоритм реализован на материалах ГОСТ 1284.1-89, ГОСТ 1284.3-96 и ГОСТ 20889-80. Эти ГОСТы находятся в свободном доступе в Сети, их необходимо скачать. При выполнении расчетов мы будем пользоваться таблицами и материалами выше перечисленных ГОСТов, поэтому они должны быть «под рукой».

Что, собственно говоря, предлагается? Предлагается систематизированный подход к решению вопроса проектировочного расчета клиноременной передачи. Вам не нужно детально изучать вышеперечисленные ГОСТы, вам просто необходимо строго последовательно по шагам выполнять предложенную ниже инструкцию – алгоритм расчета. Если вы не занимаетесь постоянно проектированием новых ременных передач, то со временем порядок действий забывается и, восстанавливая в памяти алгоритм, каждый раз приходится затрачивать значительное время. Пользуясь предложенной ниже программой, вы сможете быстрее и эффективнее выполнять расчеты.

Проектировочный расчет в Excel клиноременной передачи.

Если у вас на компьютере не установлена программа MS Excel, то расчеты можно выполнить в программе OOo Calc из пакета Open Office, которую всегда можно свободно скачать и установить.

Расчет будем выполнять для передачи с двумя шкивами – ведущим и ведомым, без натяжных роликов. Общая схема клиноременной передачи изображена на представленном чуть ниже этого текста рисунке. Запускаем Excel, создаем новый файл и начинаем работать.

Схема клиноременной передачи с размерами

В ячейках со светло-бирюзовой заливкой пишем исходные данные и данные, выбранные пользователем по таблицам ГОСТов или уточненные (принятые) расчетные данные. В ячейках со светло-желтой заливкой считываем результаты расчетов. В ячейках с бледно-зеленой заливкой помещены мало подверженные изменениям исходные данные.

В примечаниях ко всем ячейкам столбца D даны пояснения, как и откуда выбираются или по каким формулам рассчитываются все значения!!!

Начинаем «шагать» по алгоритму — заполняем ячейки исходными данными:

1. Коэффициент полезного действия передачи КПД (это КПД ременной передачи и КПД двух пар подшипников качения) пишем

в ячейку D2: 0,921

2. Предварительное значение передаточного числа передачи u записываем

в ячейку D3: 1,48

3. Частоту вращения вала малого шкива n1 в  об/мин пишем

в ячейку D4: 1480

4. Номинальную мощность привода (мощность на валу малого шкива) P1 в  КВт заносим

в ячейку D5: 25,000

Проектировочной расчет клиноременной передачи на листе Excel

Далее в диалоговом режиме пользователя и программы выполняем расчет ременной передачи:

5. Вычисляем вращательный момент на валу малого шкива T1  в н*м

в ячейке D6: =30*D5/(ПИ()*D4)*1000=164,643

T1=30*P1/(3,14*n1)

6. Открываем ГОСТ1284.3-96, назначаем по п.3.2 (таблице 1 и таблице 2) коэффициент динамичности нагрузки и режима работы Cp  и записываем

в ячейку D7: 1,0

7. Расчетную мощность привода Р в КВт, по которой будем выбирать сечение ремня считаем

в ячейке D8: =D5*D7=25,000

P=P1*Cp



8. В ГОСТ1284.3-96 выбираем по п.3.1 (рис.1) типоразмер сечения ремня и заносим

в объединенную ячейку C9D9E9: C(B)

9. Открываем ГОСТ20889-80, назначаем по п.2.2 и п.2.3 расчетный диаметр малого шкива d1 в мм и записываем

в ячейку D10: 250

Желательно не назначать расчетный диаметр малого шкива равным минимально возможному значению. Чем больше диаметр шкивов, тем дольше прослужит ремень, но тем больше будут габариты у передачи. Здесь необходим разумный компромисс.

10. Линейная скорость ремня v в м/с, рассчитывается

в ячейке D11: =ПИ()*D10*D4/60000=19,0

v=3.14*d1*n1/60000

Линейная скорость ремня не должна превышать 30 м/с!

11. Расчетный диаметр большого шкива (предварительно) d2’ в мм рассчитывается

в ячейке D12: =D10*D3=370

d2’=d1*u

12. По ГОСТ20889-80, назначаем по п.2.2 расчетный диаметр большого шкива d2 в мм и пишем

в ячейку D13: 375

13. Уточняем передаточное число передачи u

в ячейке D14: =D13/D10=1,500

u=d2/d1

14. Рассчитываем отклонение передаточного числа окончательного от предварительного delta в % и сравниваем с допустимым значением, приведенным в примечании

в ячейке D15: =(D14-D3)/D3*100=1,35

delta=(uu’)/u’

Отклонение передаточного числа желательно не должно превышать 3% по модулю!

15. Частоту вращения вала большого шкива n2 в об/мин  считаем

в ячейке D16: =D4/D14=967

n2=n1/u

16. Мощность на валу большого шкива P2 в  КВт определяем

в ячейке D17: =D5*D2=23,032

P2=P1*КПД

17. Вычисляем вращательный момент на валу большого шкива T2  в н*м

в ячейке D18: =30*D17/(ПИ()*D16)*1000=227,527

T2=30*P2/(3,14*n2)

18. Далее определяем минимальное межцентровое расстояние передачи a min  в мм

в ячейке D19: =0,7*(D10+D13)=438

a min=0,7*(d1+d2)

19. Рассчитываем максимальное межцентровое расстояние передачи a max  в мм

в ячейке D20: =2*(D10+D13)=1250

a max=2*(d1+d2)

20. Из полученного диапазона и опираясь на конструктивные особенности проекта назначаем  предварительное межцентровое расстояние передачи a в мм

в ячейке D21: 700

21. Теперь можно определить предварительную расчетную длину ремня  Lp  в мм

в ячейке D22: =2*D21+(ПИ()/2)*(D10+D13)+(D13-D10)^2/(4*D21)=2387

Lp'=2*a'+(3,14/2)*(d1+d2)+((d2-d1)^2)/(4*a')

22. Открываем ГОСТ1284.1-89 и выбираем по п.1.1 (таблица 2)  расчетную длину ремня  Lp  в мм

в ячейке D23: 2500

23. Пересчитываем межцентровое расстояние передачи a  в мм

в ячейке D24: =0,25*(D23- (ПИ()/2)*(D10+D13)+((D23- (ПИ()/2)*(D10+D13))^2-8*((D13-D10)/2)^2)^0,5)=757

a=0,25*(Lp— (3,14/2)*(d1+d2)+((Lp— (3,14/2)*(d1+d2))^2-8*((d2-d1) /2)^2)^0,5)

24. Далее считаем угол обхвата ремнем малого шкива A в градусах

в ячейке D25: =2*ACOS ((D13-D10)/(2*D24))/ПИ()*180=171

A=2*arccos ((d2-d1)/(2*a))

25. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблицы 5-17) номинальную мощность, передаваемую одним ремнем  P0  в КВт и записываем

в ячейку D26: 9,990

26. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблица18) коэффициент угла обхвата CA и вводим

в ячейку D27: 0,982

27. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблица19) коэффициент длины ремня CL и пишем

в ячейку D28: 0,920

28. Предполагаем, что число ремней будет 4. Определяем по ГОСТ 1284.3-96 п.3.5.1 (таблица20) коэффициент числа ремней в передаче CK и записываем

в ячейку D29: 0,760

29. Определяем расчетное необходимое число ремней в приводе K

в ячейке D30: =D8/D26/D27/D28/D29=3,645

K'=P/(P0*CA*CL*CK)

30. Окончательно определяем число ремней в приводе K

в ячейке D31: =ОКРВВЕРХ(D30;1)=4

K=округление вверх до целого (K)

Мы выполнили проектировочный расчет в Excel клиноременной передачи с двумя шкивами, целью которого было определение основных  характеристик и габаритных параметров на основе частично заданных силовых и кинематических.

Буду рад видеть ваши комментарии, уважаемые читатели!!!

Чтобы получать информацию о выходе новых статей вам следует подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или вверху страницы.

Введите адрес своей электронной почты, нажмите на кнопку «Получать анонсы статей», подтвердите подписку в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту.

С этого момента к вам на почту примерно раз в неделю будут приходить небольшие уведомления о появлении на моем сайте новых статей. (Отказаться от подписки можно в любой момент.)

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора  скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ НА АНОНСЫ СТАТЕЙ.

ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так... — никаких паролей нет!

Ссылка на скачивание файла: raschet-klinoremennoy-peredachi (xls 63,0KB).

Другие статьи автора блога

На главную


Введите Ваш e-mail:

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

35 комментариев на «Расчет клиноременной передачи»

  1. Олег 18 Дек 2013 12:07

    Спасибо! Может пригодиться.

  2. Вадим Миьрофанович 14 Янв 2014 21:31

    Уважаемый Александр.

    Скачал Вашу программу по клиноременным передачам...сейчас займусь изучением...Я конструктор, сам пишу подобное по мере надобности. Одно замечание-все ячейки ввода данных нужно выделять одним цветом и сбоку таблицы указать в какой «цвет» вводить данные. Так сделана программа расчета пружин. Есть ли у вас еще что то подобное??? Очень полезно!!!

  3. Александр Воробьев 14 Янв 2014 23:29

    Уважаемый Вадим Митрофанович, о том как все ячейки и шрифты раскрашены написано в начале статьи сразу после схемы синим курсивом, а также на странице «О блоге» — ознакомьтесь, пожалуйста. Во всех относительно новых программах применена единая система форматирования. К тому же я стараюсь защитить ячейки с формулами от случайного ввода в них данных.

    Спасибо за комментарий.

    Ну а подобного... — более сорока статей на блоге. Смотрите, читайте!

  4. KoSS 07 Фев 2014 04:24

    Спасибо, сейчас буду считать. Очень все понятно и доходчиво. Автору, еще раз спасибо.

  5. Наталья 08 Мар 2015 02:24

    Уважаемый Александр, большое спасибо за Ваши программы. Надеюсь применить их на практических занятиях когда разберусь. Я преподаватель.

  6. Пётр 19 Мар 2015 19:28

    Большое спасибо ! Если в системе 2 передачи,вращательный момент суммируется ?

  7. Александр Воробьев 19 Мар 2015 19:43

    Нет, не суммируется. Посмотрите здесь, как считать и что происходит с передаваемым моментом.

  8. Пётр 22 Мар 2015 22:12

    Посмотрел,спасибо.

  9. Сергей 15 Июл 2015 16:07

    Как рассчитать шкивы, чтобы получить скорость ленты 1,5 м в сек? при некоторых известных

    транспортерная лента на валике 100мм, её скорость должна быть 1,5 м в сек. имеется шкив 510 мм по наружке. Какой двигатель (об/мин) и второй шкив поставить?

    Как схемку отправить чтоб понятней было?

    Может типа калькулятора можно сделать, а то часто нужно

  10. Александр Воробьев 16 Июл 2015 13:40

    Сергей, пришлите схему. Адрес выслал.

  11. Сергей 17 Июл 2015 09:44

    Александр, большое спасибо!!! По работе очень полезен Ваш блог, мой КПД повышен с 10% до 90%))), буду обращаться. 17.11.76@mail.ru

  12. Сергей 14 Окт 2015 22:16

    Александр, спасибо! Большое нужное дело — Ваши программы. Если можно добавьте расчет зубчато-ременной передачи.

  13. Ербол 22 Дек 2015 17:05

    Здравствуйте, благодарю за ваш труд! впервые проектирую клиноременную передачу, сделал расчет но там вышло что требуется 6 ремней, это уж слишком есть возможность только 2 ремня поставить.можно ли пренебречь этим? задача такова: нужно заменить цепную передачу на ременную на навесном насосе с-245 т.к. цепь постоянно рвется или вылетает. на такторе мтз 82; межосевое 150мм на цепном, частота вращения вала насоса 1500 об/мин, передаточное отношение примерно 1,6; частота вращения вала отбора мощности 1000 об/мин . не могли бы проверить расчет? у меня получилось: д1=125мм д2=200мм ремень 4кл. «В». длинной 1000мм межосевое 240мм

  14. Александр Воробьев 22 Дек 2015 19:33

    Ербол, какая передаваемая мощность? Самое главное-то Вы не написали!

    Но и из теории и из практики: никогда Вы равноценно не замените цепь на 2 клиновых ремня в тех же габаритах...

    Может у Вас проблемы с цепью из-за люфтов и перекосов, которые просто нужно устранить. Звездочки «родные»?

  15. Ербол 23 Дек 2015 08:30

    мощность насоса 11кВт

  16. Ербол 23 Дек 2015 08:40

    Да родные. трактористы так хотят. ну не знаю, в настройке цепей тоже не асс. сегодня проверил через приложение «справочник конструктора» : выдал 2 ремня. да еще и в интернете видел фото этого насоса, там 2 ремня стоит

  17. Александр Воробьев 23 Дек 2015 20:22

    Ербол, у меня тоже получилось 2 ремня примерно в тех же габаритах. Я не «прочувствовал» высокие скорости вращения и сделал не верное заключение в предыдущем комментарии. У Вас передача повышающая обороты, а не понижающая! Передаточное число не 1,6, а 0,625. Расчет выслал на почту.

  18. Ербол 24 Дек 2015 08:44

    Большое спасибо за ответ! есть еще несколько вопросов: 1.есть ли разница какой из шкивов ведущий? например у вас расчетный диаметр малого шкива д1=200мм и большего д2=125мм, а у меня в расчете д1=125мм д2=200мм передаточное отношение 1,6

    2.имеет ли значение номинальная мощность передаваемая одним ремнем? у вас в расчете 9,99кВт

    3. какой ремень выбран?

  19. Ербол 24 Дек 2015 08:47

    дополнение к первому вопросу: хотя ведущим является шкив с диаметром 200мм

  20. Александр Воробьев 24 Дек 2015 09:49

    Новый расчет — на почте.

  21. Ербол 24 Дек 2015 14:04

    Большое спасибо за расчет! Желаю счастья и плодотворного труда! а что будет если так сделать? Шкив от вала отбора мощности 200мм, шкив на насосе 125мм, межосевое 272мм, ремень кл.4 В 1060 — 2шт, мощность насоса 11кВт, частота вращения от вала трактора 1000 об/мин , на нососе 1600об/мин. т.к. межосевое 391мм многовато для рамы насоса. могу выслать фото образца (в коментах функция вставки фото не помешало бы)

  22. Ербол 25 Дек 2015 11:42

    тут в принципе позволяет 3-ий ремень использовать

  23. Александр Воробьев 25 Дек 2015 14:28

    Ербол, предложенный Вами вариант передачи с двумя ремнями сможет передавать мощность ~4,7КВт, с тремя ремнями ~6,8КВт.

    11 КВт — это максимальная мощность насоса. Может быть Вам и будет достаточно мощности 4,7 или 6,8 КВт и, соответственно, моментов на валу насоса ~28Н*м или ~41Н*м.

    Если нагрузка на гидронасос возрастет до бОльших значений, ремни начнут проскальзывать, «дымить» и рваться.

    Расчеты для двух и трех ремней — у Вас на почте.

  24. Ербол 25 Дек 2015 14:37

    Большое спасибо за расчет! я вас наверно замучил? беру 3 ремня.

  25. Александр Воробьев 25 Дек 2015 14:52

    Когда испытаете, отпишитесь. Удачи!!!

  26. Александр 05 Янв 2016 17:36

    Здравствуйте! Прошу помощи в расчёте диаметров шкивов для овощерезки, с уже установленным на неё двигателем в 220в. 370вт. 2900об/с. Необходимо понизить обороты до 700 — 600.

  27. алексей 10 Янв 2016 04:44

    Здравствуйте мудрецы,помогите расчитать д шквов дляпередачи 11квт шкивы одинаковые 2 ручья???

  28. Александр Воробьев 10 Янв 2016 12:14

    Александр (овощерезка), расчет выслан Вам на почту.

  29. Александр Воробьев 10 Янв 2016 12:36

    Алексей, для ответа на Ваш вопрос не хватает данных о частоте вращения и характере нагрузки.

  30. Eleu 03 Фев 2016 00:48

    Будем разбираться. Делал расчеты так и эдак.Интересно. Спасибо!

  31. Vladimir 07 Апр 2016 21:59

    Уважаемый Александр.

    Ваш труд по созданию простых программ, считаю очень полезным. Сам, при необходимости, расчёты выполняю в Solidwoks. Сегодня коллеги попросили найти простую формулу расчёта клиноременной передачи, через поиск попал на Ваш блог. Хотя в мои обязанности не входит расчёт технологического оборудования, с помощью Вашей программы доказали механику предприятия безграмотность его конструкции со шкивами. Сегодня коллеги, эксплуатирующие данное оборудование, отдали механику новые эскизы шкивов.

    P.S.

    Сегодня не редкость, когда ответственные должности занимают бездари, устроенные на работу по блату.

  32. виталий 04 Окт 2016 12:57

    помогите расщитать шкив чтоб понимали о чём идет реч yadi.sk/i/CpX3q8bLwB8kj зубчатый венец 148 зубов маленькая шестерёнка 11 зубов крепится к большому шкиву вопрос какой диаметр шкива большого и на (элдвигателе 1000 об 0.37 кВт) шкивов Частота вращения барабана, об/мин 18±2 оборотов помогите пожалуйста эл двигатель можно другой подобрать

  33. Александр Воробьев 04 Окт 2016 19:29

    1. u=u1*u2

    1. u=1000/18=55,556

    2. u2=148/11=13,455

    3. u1=u/u2=55,556/13,455=4,129 — таким должно быть передаточное число ременной передачи.

    Дальше берете программу из этой статьи и считаете...

    Вам понадобится 2 ремня сечения Z

    Диаметр малого шкива — 63 мм

    Диаметр большого шкива -265 мм

    Межцентровое расстояние — 284 мм

    Длина ремней — 1120 мм

    Если поставите один ремень, то он гарантированно длительно сможет передавать мощность 275 Вт. Можно поставить один ремень сечения А, но при этом диаметры шкивов увеличатся, а следовательно вырастут общие габариты передачи.

  34. Андрей 24 Ноя 2016 18:52

    Отличная программа! Подскажите пожалуйста, как вообще прикинуть кол-во ремней?

  35. Александр Воробьев 24 Ноя 2016 19:49

    Как вообще прикинуть? По «отличной программе» посчитать не пробовали?

Ваш отзыв







  • Посетители: 657 649

  • Подписчики: 3 416