Transmisión por correa trapezoidal: cálculo, aplicación. correas trapezoidales

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La industria moderna, la ingeniería y otras industrias utilizan una variedad de mecanismos en su trabajo. Aseguran el funcionamiento de unidades, vehículos, motores, etc. Uno de los dispositivos populares y de uso frecuente es la transmisión por correa en V.

El mecanismo presentado incluye varias categorías de estructuras. Difieren en parámetros geométricos, propósito, enfoque para la implementación de las tareas asignadas al mecanismo. Cuáles son los dispositivos presentados se discutirán más a fondo.

Características generales

El dispositivo de transmisión por correa trapezoidal implica el uso de un método especial para accionar todo el mecanismo. En este caso, se utiliza la energía producida en el proceso de torsión. Esto es proporcionado por una transmisión por correa. Utiliza energía mecánica, que luego transfiere a otro mecanismo.

Este diseño consta de una correa y un mínimo de dos poleas. El primero de estos elementos estructurales suele estar hecho de caucho. La correa de transmisión por correa trapezoidal está hecha dematerial que ha sido sometido a un procesamiento especial. Esto permite que el elemento presentado sea resistente a esfuerzos mecánicos medianos y pequeños, temperaturas elevadas.

Entre las transmisiones por correa, la correa trapezoidal es la más popular. Este diseño se usa a menudo hoy en día en la fabricación de automóviles, así como otros tipos de vehículos.

Características del diseño

El diseño de la variedad presentada de transmisión de potencia mecánica incluye poleas de correa trapezoidal y una correa. El último de estos elementos tiene forma de cuña. Las poleas están hechas en forma de discos de metal. Tienen ramas distribuidas uniformemente alrededor de la circunferencia. Mantienen la correa en posición sobre la superficie de las poleas.

La cinta puede ser de dos tipos. Puede tener dientes o tener una superficie completamente lisa. La elección depende del propósito del mecanismo. Anteriormente, el diseño presentado se utilizó en muchos sistemas de varias categorías de vehículos.

Actualmente, el tipo presentado de transmisión de energía mecánica se utiliza en bombas de agua y generadores de máquinas. En equipos automotrices pesados, se instala un sistema similar para impulsar la dirección asistida. Este sistema tiene una bomba hidráulica. Es en él que se utiliza un diseño similar. Las transmisiones por correa en V también se instalan en compresores de aire. Están diseñados para servofrenos de vehículos.

Requisitos para los elementosdiseños

Las correas trapezoidales tienen un grosor relativamente pequeño. Esto permite reducir significativamente las dimensiones ocupadas por el sistema. Sin embargo, este hecho requiere un enfoque especial para la organización de la geometría de la polea. Para evitar que la cinta s alte, la superficie exterior de los discos tiene ranuras especiales. Sostienen el cinturón en su lugar.

El tamaño de la polea en sí se selecciona de acuerdo con la relación de transmisión. Si es necesario crear un reductor, la polea conducida será más grande que el elemento estructural principal. También existe una relación inversa.

En la fabricación de la cinta para cinturón, se utilizan materiales blandos especiales que no deben perder su rendimiento en todas las condiciones climáticas. En heladas y calor, el cinturón permanece flexible. Es por ello que no está permitido instalar otro material en lugar de una cinta especial. Esto dañará la unidad.

Variedades

La transmisión por correa trapezoidal se puede realizar en varias configuraciones. Hay varios tipos populares de mecanismos presentados. Uno de los más simples es un sistema abierto. Las poleas giran en el mismo sentido, los ejes se mueven en paralelo.

Si los discos se mueven en direcciones opuestas manteniendo el paralelismo de las tiras, aparece un tipo de cruz del sistema. Si los ejes se cruzan, será una variedad semicruzada.

Si los ejes se cruzan, hay una transmisión angular. ella aplicapoleas escalonadas. Este diseño le permite influir en la velocidad en el ángulo del eje impulsado. La velocidad de la polea de transmisión permanece constante.

El engranaje de la polea loca permite que la polea conducida deje de moverse mientras el eje de transmisión continúa girando. El engranaje de la polea loca promueve el autotensado de la correa.

Cinturón

Las correas trapezoidales pertenecen a la categoría de elementos estructurales de tracción. Debe asegurar el retorno de la energía requerida sin deslizamiento. La cinta debe tener mayor resistencia, resistencia al desgaste. La hoja debe adherirse bien a la superficie exterior de los discos.

El ancho de las correas puede variar considerablemente. En la fabricación de algodón cauchutado, materiales de lana, cuero. La elección depende de las condiciones de funcionamiento del equipo.

La cinta puede estar hecha de tela de cordón o de cordón. Estas son las variedades más fiables, flexibles y rápidas.

La ingeniería moderna actual suele utilizar correas dentadas. También se les llama poliamida. Hay 4 protuberancias en su superficie. Engranan con los elementos correspondientes en las poleas. Funcionan bien en engranajes de alta velocidad, aplicaciones con espacio entre poleas pequeño.

Diámetro estimado de la polea

El cálculo de la transmisión por correa trapezoidal comienza determinando el diámetro de la polea. Para hacer esto, debe tomar dos rodillos cilíndricos. Su diámetro es D. Este valor se establece para cada tamaño de la sección de la ranura. En este caso, el contacto de los rodillospasa al nivel del diámetro.

Se deben colocar dos rodillos del tipo que se muestra en la ranura. Las superficies deben tocarse. Entre los planos tangentes que forman los rodillos, es necesario medir la distancia. Deben ir paralelos a la polea.

Se utiliza una fórmula especial para calcular el diámetro del disco. Ella se ve así:

D=RK - 2X, donde RK es la distancia medida entre los rodillos, mm; X es la distancia desde el diámetro del disco hasta la tangente que calza el rodillo (corre paralela al eje del disco).

Cálculo de transferencia

La transmisión por correa trapezoidal se calcula según el método establecido. En este caso, se determina el indicador de la potencia transmitida del mecanismo. Se calcula mediante la siguiente fórmula:

M=Mnom. K, donde Mnom. – potencia nominal consumida por el accionamiento durante el funcionamiento, kW; K es el factor de carga dinámica.

Al realizar los cálculos, se tiene en cuenta un indicador cuya probabilidad de distribución en el modo estacionario no supera el 80 %. El factor de carga y el modo se presentan en tablas especiales. De esta manera, se puede determinar la velocidad de la correa. Será:

SR=πD1ChV1/6000=πD2ChV2/6000, donde D1, D2 son los diámetros de las poleas más pequeña y más grande (respectivamente); CV1, CV2: la velocidad de rotación del disco más pequeño y más grande. El diámetro de la polea más pequeña no debe exceder el límite de velocidad nominal de la correa. ella tiene 30m/s.

Ejemplo de cálculo

Para comprender la metodología de cálculo, es necesario considerar la tecnología de este proceso en un ejemplo específico. Suponga que es necesario determinar la relación de transmisión de la transmisión por correa trapezoidal. Al mismo tiempo, se sabe que la potencia del disco duro es de 4 kW y su velocidad (angular) es de 97 rad/s. Al mismo tiempo, la polea conducida tiene este indicador en el nivel de 47,5 rad / s. El diámetro de la polea más pequeña es de 20 mm y el de la polea más grande es de 25 mm.

Para determinar la relación de transmisión, hay que tener en cuenta las correas de sección normal, fabricadas en tejido cordoncillo (talla A). El cálculo se ve así:

SI=97/47, 5=2, 04

Al determinar el diámetro de las poleas de la tabla, se encontró que el eje más pequeño tiene un tamaño recomendado de 125 mm. El eje más grande cuando la correa se desliza 0.02 será:

D2=2,041,25(1-0,02)=250 mm

El resultado cumple totalmente con los requisitos de GOST.

Ejemplo de cálculo de la longitud de los cinturones

La longitud de la correa trapezoidal también se puede determinar usando el cálculo presentado. Primero necesitas calcular la distancia entre los ejes de los discos. Para ello, aplica la fórmula:

R=SD2

С=1, 2

Desde aquí puedes encontrar la distancia entre los ejes:

P=1, 2250=300 mm

A continuación, puede determinar la longitud del cinturón:

D=(2300 + (250-125)²+1,57(250+125))/4300=120,5 cm

La longitud interior del cinturón en la talla A según GOST es de 118 cm. En este caso, la longitud estimada de la cinta debe ser de 121,3 cm.

Cálculo del funcionamiento del sistema

Al determinar las dimensiones de la transmisión por correa trapezoidal, es necesario calcular los principales indicadores de su funcionamiento. Primero debe establecer la velocidad a la que girará la cinta. Para esto, se aplica un cierto cálculo. Los datos para ello se dieron arriba.

S=970,125 / 2=6,06 m/s

En este caso, las poleas girarán a diferentes velocidades. El eje más pequeño girará con este indicador:

CBm=3097 / 3, 14=916 min ^-¹

Basándose en los cálculos presentados en los libros de referencia relevantes, se determina la potencia máxima que se puede transmitir usando el cinturón presentado. Esta cifra es igual a 1,5 kW.

Para probar la durabilidad del material, debe hacer un cálculo simple:

E=6, 06/1, 213=5.

El indicador resultante es aceptable por GOST, según el cual se fabrica el cinturón presentado. Su funcionamiento será bastante largo.

Defectos de diseño

La transmisión por correa en V se utiliza en muchos mecanismos y unidades. Este diseño tiene muchas ventajas. Sin embargo, también tiene toda una lista de deficiencias. Son de tamaño grande. Por lo tanto, el sistema presentado no es adecuado para todas las unidades.

Al mismo tiempo, la transmisión por correa está marcada con una baja capacidad de carga. Esto afecta el rendimiento de todo el sistema. Cuando se utilizan incluso los materiales más modernos, la vida útil de la correa deja mucho que desear. Se borra, se rasga.

La relación de transmisión es un valor variable. Esto se debe al deslizamiento de la correa de forma plana. Cuando se usa el diseño presentado, los ejes están sujetos a un alto impacto mecánico. Además, la carga actúa sobre sus apoyos. Esto se debe a la necesidad de pretensar la correa. En este caso, se utilizan elementos adicionales en el diseño. Amortiguan las vibraciones de la línea sujetando la tira en la superficie de las poleas.

Positivos

La transmisión por correa en V tiene muchas ventajas, por lo que hoy en día se usa con bastante frecuencia en varias unidades. Este diseño garantiza una gran suavidad de funcionamiento. El sistema funciona casi en silencio.

En caso de imprecisiones en la instalación de las poleas, se compensa esta desviación. Esto se nota especialmente en el ángulo de cruce, que se determina entre los discos. La carga se compensa en el proceso de deslizamiento de la correa. Esto le permite prolongar un poco la vida útil del sistema.

La transmisión por correa compensa las pulsaciones que se producen durante el funcionamiento del motor. Por lo tanto, puede prescindir de instalar un acoplamiento elástico. Cuanto más simple sea el diseño, mejor.

No es necesario lubricar el mecanismo presentado. Los ahorros se manifiestan en ausencia de la necesidad de comprar consumibles. Las poleas y la correa se pueden reemplazar fácilmente. El costo de los artículos presentados sigue siendo aceptable. El montaje del sistema es sencillo.

Al usar este sistema, resulta que se crea una relación de transmisión ajustable. El mecanismo tiene la capacidad de trabajar a altas velocidades. Incluso si la cinta se rompeotros elementos del sistema permanecen intactos. En este caso, los ejes pueden estar a una distancia considerable entre sí.

Habiendo considerado lo que es una transmisión por correa trapezoidal, podemos notar su alto rendimiento. Gracias a esto, el sistema presentado se usa hoy en día en muchas unidades.