Transmissions par courroie

Contenu:

• Commande et syntaxe
• Information sur le projet  
• Processus de calcul
• Mode de chargement, paramètres de fonctionnement
• Conception de la géométrie et du nombre de courroies
• Résultats, coefficients
• Dimensions de la poulie et de la courroie
• Contrôle de la tension de la courroie
• Résultat graphique, systèmes de DAO
• Réglage, changement de langue
• Modifications du cahier de travail

Transmissions par courroie

Ce calcul est destiné à la conception de la résistance et au dimensionnement des transmissions par courroie utilisant des courroies trapézoïdales Le programme résout les tâches suivantes:

1. Calcul pour 2 ou 3 poulies.
2. Conception automatique d'une transmission avec le minimum de conditions initiales.
3. Conception et calcul des paramètres géométriques (diamètres des poulies, distances axiales, longueur de la courroie, poids de la transmission)
4. Calcul des paramètres de la résistance (puissance transférée par la courroie, nombre de courroies, rendement, etc...)
5. Calcul des rapports de force (précontrainte, chargement axial des poulies, etc...)
6. Support des systèmes de DAO 2D et 3D.

Ce programme est compatible avec les systèmes de DAO et contient les modèles correspondants des poulies et des courroies. Ce programme est compatible avec les systèmes de DAO et contient les modèles appropriés des poulies et des courroies. Les calculs de ce programme utilisent les procédures, les algorithmes et les données des normes ANSI, RMA (Rubber Manufacturers Association), OIN, DIN, BS, et les bases des catalogues des compagnies CONTITECH ® et Gates Rubber Company ®.

Liste de normes: Courroies trapézoïdales Étroites ANSI/RMA IP-22; Courroies trapézoïdales classiques ANSI/RMA IP-20; Courroies trapézoïdales Légers ANSI/RMA IP-23; DIN 7753; DIN 2211; DIN 2215; OIN 4184

Conseil: Dans le choix du type de transmission approprié, vous pouvez vous servir du document de comparaison "choix d'une transmission ".

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Commande, structure et syntaxe des calculs.

L'information sur la syntaxe et la commande du calcul peut être trouvée dans le document " commande, structure et syntaxe des calculs ".

Compléments - ce calcul:

Ce calcul comprend deux conceptions, à savoir une conception de la transmission par courroie pour trois poulies et une autre pour deux poulies. Les deux conceptions sont semblables l'une à l'autre, elles seront donc décrites simultanément et les différences entre elles seront mentionnées dans un texte. Si vous utilisez les liens dans ce paragraphe, il y aura une référence pour la conception de 3 poulies avant la barre et 2 poulies après la barre, par exemple [ 1/4 ].

L'information sur le projet.

L'information sur le but, l'utilisation et la commande du paragraphe "information sur le projet" peut être trouvée dans le document " information sur le projet ".

Processus de calcul.

Un calcul/une conception typique d'une transmission par courroie trapézoïdale comprend les étapes suivantes:

1. Entrez les paramètres de puissance de la transmission (puissance transférée, vitesse). [ 1/4 ]

2. Déterminez le régime de chargement et les paramètres de fonctionnement (type de la commande, durée de service, rendement, etc.). [ 1/4 ]

3. Lancez "la conception automatique" de la transmission. [ 1.10/5.10 ]

4. Réglez les paramètres géométriques de la transmission "manuellement". (distances axiale, diamètres des poulies et longueur de la courroie) dans les rangées [ 2.3-2.7/6.3-6.6 ]

5. Contrôlez les paramètres de puissance de la transmission. [ 3/7 ]

6. Sauvegardez le cahier de travail avec la solution conçue sous un nouveau nom.

Chaque changement de n'importe quel paramètre entraîne des recalculas immédiats de la transmission entière; ceci permet d'évaluer rapidement les différentes solutions et de choisir la conception optimale.

Conseil 1: La conception automatique choisit également le type de courroie; ceci aide les débutants. pour les utilisateurs plus expérimentés il est recommandé de choisir le type de courroie manuellement selon des diagrammes de puissance, et d'utiliser le processus d'optimisation [ 2.2/6.2 ].

Conseil 2: Dans le choix du type de transmission approprié, vous pouvez vous servir du document de comparaison "choix d'une transmission".

Mode de chargement, paramètres de fonctionnement. [ 1/4 ]

La puissance et les paramètres de fonctionnement de la transmission par courroie peuvent être entrés dans ce paragraphe. Les valeurs recommandées tout comme min. et max. sont indiquées pour chacun des paramètres. Si vous voulez concevoir une transmission excédant les valeurs recommandées, il est recommandé de consulter le producteur (fournisseur) des courroies (poulies).

1.1 Puissance transférée/distribuée aux poulies. /5.1

D'habitude, il est possible d'effectuer le transférer de la puissance à partir de quelques dizaines jusqu'à plusieures centaines de kW/HP. L'intervalle optimal est de 1 à 100kW/1,4 à 140HP. Une information plus détaillée peut être trouvée dans les diagrammes de la puissance des courroies trapézoïdales dans ce paragraphe [ 2,1/5,1 ] ou dans les catalogues des producteurs.

En cas de 3 poulies, il est également nécessaire de définir également la puissance consommée par la troisième poulie en plus de la puissance transférée au début (poulie 1). La valeur de la puissance consommée sur la deuxième poulie est alors calculée en utilisant ces deux valeurs.

Conseil: En cas de conception d'une transmission par courroie à l'aide de trois poulies, dont une est une poulie de fixation (aucune puissance transférée), considérez la troisième poulie comme poulie de fixation et choisissez P3=0. (d'habitude, la poulie de fixation est installée sur la partie allégée de la courroie.)

1.2 Vitesse des poulies. /5.2

Par le choix de la vitesse, vous définissez le rapport de transmission, qui sera ensuite utilisé dans le calcul. La poulie numéro 1 est la poulie motrice. Les valeurs limites de la vitesse maximale sont définies pour différents types de courroies trapézoïdales (plus petite puissance -> plus grande vitesse et vice versa) et dans des cas extrêmes la vitesse ne devrait pas dépasser la valeur de 8000 t/mn. D'habitude, ces valeurs varient dans l'intervalle de 400 à 3000 t/mn de l'arbre de transmission. La valeur de la vitesse périphérique est toutefois plus importante que la vitesse elle-même, voir le paragraphe [ 3,10/7,10 ]. L'information plus détaillée peut être trouvée dans les diagrammes de puissance des courroies trapézoïdales dans ce paragraphe [ 2,1 ] ou dans les catalogues des producteurs.

1.3 Rapport de transmission. /5.3

Il est calculé à partir de la vitesse initiale et de la vitesse finale désirée. D'habitude la valeur du rapport de transmission ne devrait pas dépasser la valeur maximale i=8, dans des cas extrêmes il est possible d'atteindre des valeurs jusqu'à i=15.

1.4 Moment de torsion. /5.4

La valeur du moment de torsion est calculée pour chaque poulie à partir de la vitesse et de la puissance.

1.5 Mode de chargement de l'unité motrice. /5.5

Choisissez le mode de chargement qui correspond le mieux à votre tâche. 

1. Chargement continu ou avec une légère inégalité.
   Exemples: Moteurs électriques continus et alternés avec un démarrage normal (jusqu'au double du moment nominal du moteur), tels que les moteurs synchrones et monophasés avec démarrage à pleine tension: Moteurs continus avec excitation parallèle, moteurs à combustion interne et turbines avec des vitesses de plus de 600 t/min.
2. Chargement avec une plus grande inégalité.
   Exemples: Moteurs électriques continus et alternés avec des moments plus élevés (jusqu'au double du moment nominal du moteur), tels que les moteurs monophasés avec des moments élevés, les moteurs électriques continus avec excitation en série ou combinée, moteurs à combustion interne et turbines avec des vitesses jusqu'à 600 t/mn.

1.6 Mode de chargement de l'unité conduite. /5.6

Choisissez le mode de chargement de l'unité conduite qui correspond le mieux à votre tâche.

1. Chocs légers.
   Exemples: Tours, foreuses, machines de meulage, ventilateurs légers, pompes et compresseurs centrifuges et rotatoires, convoyeurs à bande, ventilateurs, séparateurs, écrans légers, machines pour la récolte et le triage de grains, etc... Chargement maximal à court terme jusqu'à 120% de la valeur nominale.
2. Chocs moyens.
   Exemples: Fraiseuses, fraiseuses d'engrenage, foreuses de tourelle, machines polygraphiques, générateurs électriques, pompes à piston et compresseurs avec plus de trois cylindres, ventilateurs et souffleurs, convoyeurs à chaînes, ascenseurs, scies circulaires à bois, transmissions, machines de production de papier, machines d'industrie alimentaire, écrans lourds, fours tournants, meules à grande vitesse, etc... Légères fluctuations du chargement. Chargement maximal à court terme jusqu'à 150% de la valeur nominale.
3. Chocs lourds.
   Exemples: Machines de rabotage, formes et machines de transformation de bois, pompes à piston et compresseurs avec un ou deux cylindres, ventilateurs et souffleurs lourds, convoyeurs à vis et drague, broyeurs, presses à vis excentriques avec volants relativement lourds, machines de tissage, machines de traitement de coton, presses et machines pour le fourrage de pelletisation, etc... Fluctuations considérables du chargement. Chargement maximal à court terme jusqu'à 200 % de la valeur nominale.
4. Chocs très lourds.
   Exemples: Élévateurs, excavatrices, dragueurs, presses lourdes, cisailles, marteaux mécaniques, moulins, concasseurs de pierres, broyeurs à marteaux, broyeurs, machines de scierie, etc... Chargement intermittent et très inégal. Chargement maximal à court terme jusqu'à 300 % de la valeur nominale.

1.7 Usage quotidien de la transmission.

Déterminez ici la durée en heures de l'usage quotidien de la transmission par courroies.

Il y a glissement élastique de la courroie dans la cannelure pour une transmission par courroie fonctionnant sous une charge. Ce glissement dépend du chargement de la transmission et augmente avec la croissance du chargement. Le glissement est exprimé par le "coefficient de glissement" en % et pour les courroies trapézoïdales, sa valeur est d'à peu près 1%. Le coefficient de glissement n'affecte pas le rapport de transmission. La valeur théorique (recommandée) calculée est indiquée dans le domaine en vert. Si la case de contrôle est cochée, la valeur (recommandée) calculée est remplie automatiquement et utilisée dans le calcul.

1.9 Rendement. /5.9

Dans les transmissions par courroie, il y a perte de la puissance due au frottement. Ces pertes s'expriment par le rendement, qui monte avec la croissance du chargement et pour les transmissions par courroie ordinairement chargées avec une courroie trapézoïdales (deux poulies), il varie entre 95 et 97%. Cependant, au cas où il y avait une grande différence entre les diamètres des poulies (petit angle, usure importante) il peut baisser jusqu'à 80%. La valeur (recommandée) calculée est indiquée dans le domaine en vert et si la case de contrôle est cochée, la valeur (recommandée) calculée est automatiquement utilisée dans le calcul.

Sur la liste, choisissez le type de courroie trapézoïdale qui sera utilisé (la fonction "conception automatique" effectue le choix elle-même). Le plus petit diamètre recommandé de la poulie est automatiquement choisi et utilisé après le choix du type de courroie. L'autre (les deux autres) diamètre(s) est ensuite calculé en fonction de la vitesse désirée.

Le processus d'optimisation [2.2/6.2] parcourt le tableau des diamètres de la poulie motrice pour le type de courroie choisi, effectue la conception de la distance axiale optimale, calcule les autres paramètres et essaie de trouver la conception avec le minimum de poids total [2.12/6.12]. Pour lancer le processus d'optimisation, utilisez le bouton "Optim".

Conseil1: Essayez d'utiliser également d'autres types de courroies que ceux recommandés. Par exemple, essayez d'utiliser une courroie étroite (SPZ,SPA,SPB,SPC / 3V,5V,5VX,8V) au lieu d'une courroie classique (A,B,C,D,E / A,AX,B,BX,C,CX,D).

Conseil2: Sur la feuille "Réglage" vous pouvez choisir entre le type de courroie standard (valeurs normalisées) et les courroies des firmes CONTITECH (r) / Gates Rubber Company (r) qui ont des paramètres de puissance plus élevés.

Les listes sélectives contiennent les diamètres de calcul tabulaires des poulies. Les diamètres extérieurs des poulies se trouvent dans les parenthèses (si ils sont donnés).

Avertissement: La vitesse est modifiée par rapport au choix du diamètre de la seconde (respectivement de la troisième) poulie.

Cette rangée comprend les diamètres des poulies qui sont utilisées dans le calcul. Il est possible d'inscrire le diamètre de la première poulie seulement. Le diamètre de la deuxième (resp. de la troisième) poulie est calculé automatiquement sur base de la vitesse désirée [1.2] et du coefficient de glissement [1.8]. Si vous voulez utiliser les diamètres normalisés (tabulaires) pour toutes les poulies, procédez comme suit:

1. Choisissez le diamètre de la première poulie [2.3] - le diamètre de la deuxième (et de la troisième) poulie sera calculé sur base de la vitesse désirée
2. Choisissez le diamètre de la deuxième poulie [2.3] de sorte qu'il soit aussi proche que possible de la valeur calculée. Après le choix, la vitesse de la deuxième poulie [1.2/5.2] change en conséquence.
3. Choisissez le diamètre de la troisième poulie [2.3] de sorte qu'il soit aussi proche que possible de la valeur calculée. Après le choix, la vitesse de la troisième poulie [1.2] change en conséquence. 
4. Vérifiez si les vitesses de toutes les trois poulies correspondent à votre tâche. Si non, répétez le processus avec d'autres diamètres.

Avertissement: Les nombres en rouge indiquent le choix incorrect des diamètres - inférieurs aux diamètres minima recommandés.

Conseil: Si vous voulez changer ou compléter les valeurs normalisées des diamètres des poulies, changez les valeurs dans les tableaux correspondants, dans la case "Tableaux".

Les valeurs minimales (du point de vue de construction) et maximales (recommandation) des distances axiales entre les poulies sont données dans cette rangée. Ces informations sont données ensemble avec la distance axiale dans la rangée [6.4] pour le calcul de la transmission à l'aide de deux poulies.

Entrez la distance axiale désirée entre les poulies dans cette rangée. Chaque changement de la distance axiale est contrôlée et si vous entrez une valeur incorrecte, les autres distances axiales sont automatiquement modifiées.
Si la case de contrôle est cochée (activée), la distance axiale concernée est insensible à tout changement (si cela est possible du point de vue de la construction) en cas de modifications des distances axiales dans le calcul afin d'obtenir la valeur tabulaire de la longueur de la courroie [2.7]. La distance axiale non cochée changera en cas de modification.

La longueur fonctionnelle réelle de la courroie se trouve dans la première colonne. La seconde colonne contient la longueur minimale possible (pour les diamètres et les distances axiales minimales donnés). La troisième colonne donne une liste sélective des longueurs normalisées (tabulaires) de la courroie (longueur interne et dans les parenthèses, la longueur de calcul). Après le choix de la longueur adéquate de la courroie, les distances axiales marquées [2.6] changent itérationnellement de façon à obtenir la longueur de la courroie désirée Le bouton "R" à la droite de la liste sélective répète l'itération pour la longueur de la courroie actuellement choisie.

C'est l'angle formé par les droites qui passent par les centres des poulies - voir l'illustration.

C'est un paramètre important dont dépend principalement la puissance transférée par une courroie. Cet angle ne devrait pas être inférieur à 90° pour les poulies qui effectuent un transfert de puissance.

C'est la puissance réelle que la courroie donnée est capable de transférer à la poulie dans les conditions données (dispositions techniques, mode de chargement, et paramètres de fonctionnement). Les paramètres de base de la puissance peuvent être obtenus dans les tableaux de puissance (OIN, DIN, BS, CONTITECH (r)) ou à partir des formules de puissance (ANSI/RMA et Gates Rubber Company (r)) en utilisant l'interpolation.

Conseil: Les bases des données des courroies normalisées ou des courroies de CONTITECH (r) / Gates Rubber Company (r) se trouvent sur la feuille "Réglage".

Il donne le nombre exact de courroies nécessaires pour le transfert de la puissance désirée pour la poulie donnée.

Conseil: Il est souvent possible de réduire le nombre de courroies nécessaires à l'aide d'un petit changement de certains paramètres (longueur de la courroie, certaines distances axiales). Pour de pareils changements, il est recommandé de suivre ces valeurs exactes des nombres de courroies.

Le nombre nécessaire de courroies est la plus grande valeur de la rangée précédente arrondie au nombre entier (plus grand) le plus proche. Dans des conditions standard, le nombre de courroies ne devrait pas être supérieur à 10.

Le poids approximatif est la somme des poids des poulies et des courroies de la transmission donnée. Le poids des poulies est approximativement calculé selon l'illustration. Le fer de fonte est considéré comme matériel par défaut. Malgré le fait que le poids ne peut pas être exactement le même que le poids final des poulies, il est un bon paramètre d'optimisation qui devrait être pris en compte dans la conception.

Ce paragraphe contient certains coefficients utilisés pour le calcul, mais aussi et surtout les rapports de forces qui agissent sur la poulie.

Ces coefficients affectent la puissance transférée par une courroie.

• Coefficient de l'angle d'enroulement
• Coefficient de chargement opérationnel 
• Coefficient de la longueur de la courroie 

Conseil: Les significations de différents coefficients peuvent être trouvées dans la documentation spécialisée. 

La distance axiale de l'une des poulies de la transmission doit être ajustable. Les valeurs minimales pour chaque poulie se trouvent dans la rangée [3.6, 3.7], et cela pour la tension de la courroie (paramètre x) et pour l'installation de la courroie (paramètre y). Le décalage se calcule pour l'axe qui divise en deux l'angle formé par les bandes de la courroie dans la poulie donnée.

Étant donné que les transmissions par courroies ont un rendement mécanique maximal lorsque pleinement contraintes et en pleine marche, la valeur de la précontrainte diminue (à moins qu'elles soient techniquement construites autrement), le coefficient de sûreté est introduit dans ce calcul, ce qui augmente les valeurs de la précontrainte de la courroie. La valeur recommandée de ce coefficient varie entre 1.1 et 1.3 et est donnée dans le domaine en vert. Si la case de contrôle est cochée, la valeur recommandée est remplie automatiquement.

La vitesse périphérique de la courroie est un autre paramètre important de la transmission par courroie. La vitesse périphérique optimale pour les courroies trapézoïdales est approximativement 25 [m/s] / 5000[ft/min]. La vitesse maximale varie avec les différents types (producteurs) de courroies trapézoïdales et est donnée dans le domaine en vert.

Dépende du type de courroie. Les détails peuvent être trouvés dans les catalogues des producteurs. Les valeurs maximales se trouvent dans l'intervalle de 50 à 100 [/s].

C'est une force de base, obtenue à partir de la puissance transférée et de la vitesse de la courroie.

La composante de la force centrifuge s'applique seulement pour des vitesses plus élevées de la courroie (approx. à 20 [m/s] / 4000 [ft/min]).

La "Précontrainte" de la courroie, qui assure des forces de frottement suffisantes est nécessaire pour le transfert de la puissance désirée et pour le fonctionnement correct de la transmission par courroie.

C'est la force qui agit sur l'arbre au repos.

Ce sont les forces qui agissent sur les parties contraintes (respectivement non contraintes) de la courroie en pleine marche.

Cette force agit, en pleine marche, sur l'arbre de chaque poulie. Il est nécessaire de les connaître pour le dimensionnement des arbres, des roulements et d'autres éléments mécaniques de la transmission par courroie.

Ce paragraphe contient les dimensions de la courroie choisie et celles de chaque poulie. Ces dimensions sont utilisées pour les dessins 2D et les maquettes 3D. Les tolérances de ces dimensions et autres informations supplémentaires peuvent être trouvées dans les normes respectives ou dans les catalogues des producteurs.

Après installation et tension de la courroie (assurée par l'ajustabilité de l'une des poulies ou par une poulie de tension), il est nécessaire d'effectuer le contrôle de la tension de la courroie. Étant donné que les différents producteurs des courroies utilisent des procédures différentes et livrent des instruments pour le contrôle de la tension de la courroie, les utilisateurs qui ont besoin de ces instruments devraient se référer aux catalogues des producteurs et à leur procédures.

Les informations sur les options des résultats graphiques 2D et 3D et les informations sur la compatibilité entre les systèmes de DAO 2D et 3D peuvent être trouvés dans le document "Résultat graphique, systèmes de DAO".

Étant donné que ce cahier de travail comprend deux types de calculs (pour 2 ou 3 poulies), les choix standards pour la création des dessins 2D sont étendus aux commutateurs suivants.

Sur la liste sélective, choisissez si, pour la création d'un dessin 2D (maquette 3D), vous voulez utiliser les données dimensionnelles du calcul de 3 poulies ou de 2 poulies.

Conseil: Le commutateur règle automatiquement l'usage de la majorité des éléments de manipulation dans le calcul respectif (listes sélectives, boutons).

Sur la liste sélective, choisissez la poulie à dessiner dans une vue détaillée.

Cet angle détermine la rotation angulaire du dessin de l'ensemble des poulies par rapport à l'axe horizontale (illustration - voir le bouton).

Réglage des calculs, changement de langue.

L'information sur le réglage des  paramètres de calcul et le choix de la langue peut être trouvée dans le document"Réglage des calculs, changement de langue".

Le choix d'une base de données des courroies en V change les paramètres de puissance des courroies respectives. Les bases de données suivantes sont disponibles:

• Standard - Base de données des valeurs normalisées selon OIN(DIN,BS) / ANSI(RMA).
• Firme - Spécifications de la firme  pour les courroies CONTITECH (r) (unités SI) / Gates Rubber Company (r) (en pouces).

Modifications du cahier de travail (calcul).

Les informations générales sur la façon dont vous pouvez modifier et prolonger les cahiers de travail du calcul sont mentionnées dans le document "Modifications du cahier de travail (calcul)".

Toute une série des paramètres dépend des spécifications du producteur de la courroie en V particulière. Au fait, il est donc possible de changer n'importe quel paramètre dans ce calcul (diamètres des poulies, longueurs des courroies, tableaux des puissances, formules de la puissance) dans les tableaux qui définissent les dimensions et les propriétés des courroies.