Расчет ремня по тяговой способности

Уважаемые студенты. Ваша задача прочитать лекцию и законспектировать со схемами и описанием.

Тема 3.8.  Ременные передачи.

Ременная передача — фрикционная передача (нагрузка передается силами трения) с помощью гибкой связи (упругого ремня).

Ременная передача применяется для соединения валов, располо­женных на значительном расстоянии друг от друга (рис. 9.1).

 

Классификация ременных передач

В зависимости от формы поперечного сечения ремня передачи делятся на

• плоскоременные (рис. 9.2, а),
• клиноременные (рис. 9.2, б),
• поликлиновые (рис. 9.2, в) и
• с круглым ремнем (рис. 9.2, г).

По расположению валов в пространстве различают

• передачи с параллельными валами: открытые (рис. 9.3, а), пере­крестные (рис. 9.3, б);

• передачи со скрещивающимися валами — полуперекрестные (рис. 9.3, в);

• передачи с пересекающимися осями валов — угловые (рис. 9.3, г).

Клиноременную передачу в основном применяют как открытую (см. рис. 9.3, а).

 

Предварительное натяжение ремня необходимо для нормальной работы передачи. Натяжение ремня может создаться за счет перемещения одно­го из шкивов, за счет натяжных роликов (рис. 9.3, д) или установки двигателя на качающейся плите.

Клиноременная передача обладает большей тяговой способностью, требует меньшего натяжения, меньше нагружает опоры валов, допуска­ет меньшие углы обхвата, применима при больших передаточных отно­шениях и меньших межосевых расстояниях.

Клиновые и поликлиновые ремни выполняют бесконечными и про­резиненными. Нагрузку несет корд или сложенная в несколько слоев ткань.

Клиновые ремни выпускают трех видов: нормального сечения, уз­кие и широкие. Широкие ремни предназначены для вариаторов.

Поликлиновые ремни — плоские ремни с высокопрочным кордом и внутренними продольными клиньями, входящими в канавки на шки­вах. Они более гибкие, чем клиновые, обеспечивают большее постоян­ство передаточного числа.

Геометрические и кинематические зависимости ременной передачи

 

Рассмотрим открытую передачу (см. рис. 9.1).

Межосевое расстояние передачи плоским ремнем а ≥ 1,5 (D ₁ + D₂).

Межосевое расстояние передачи клиновым ремнем

где h — высота ремня.

Расчетная длина ремня

Межосевое расстояние в зависимости от длины ремня и диаметра шкивов

Угол обхвата на малом шкиве

Передаточное отношение

где ε — коэффициент скольжения в передаче, при нормальной работе ε = 0,01...0,02.

Приближенно можно принимать

Силы натяжения в ремне

Сила натяжения ведущей ветви ремня (рис. 9.4) при передаче на­грузки

Сила натяжения ведомой ветви

 где F_t — передаваемая окружная сила.

Предварительное натяжение, создающее необходимые силы трения между шкивом и ремнем:

где σ₀ — напряжение от предварительного натяжения; для плоских ре­зинотканевых ремней σ₀ = 1,8 МПа, для стандартных клиновых σ₀ = 1,2...1,5 МПа.

При движении в ремне дополнительно возникает сила натяжения от центробежных сил F_v = pAv (существенно влияет при скорости 20 м/с), где р — плотность материала ремня; А — площадь поперечного сечения ремня.                                                                   Таким образом, натяжения в ветвях ремня разные: 

Напряжения в ремне

При работе на холостом ходу (без передачи нагрузки) обе ветви ремня натянуты одинаково. При передаче полезной нагрузки натяже­ния ветвей ремня меняются. Напряжение от предварительного натяжения σ₀ = F ₀ /А.

Полезное напряжение в ремне к = F_t / A определяется по передаваемой окружной силе. Значением к оценивают тяговую способ­ность передачи.                                                                                        Напряжения в ведущей и ведомой ветвях при передаче нагрузки

При огибании ремнем шкивов в ремне возникают напряжения из­гиба, зависящие от диаметров шкивов передачи.

На практике значение напряжения изгиба на малом шкиве ограни­чивается заданием минимального диаметра шкива

При круговом движении ремня на каждый его элемент действуют элементарные центробежные силы, дополнительно растягивающие ре­мень; возникают напряжения σ₀.

Таким образом, при движении ремня напряжение в элементах рем­ня меняется (рис. 9.5).

Наибольшее значение напряжение имеет в момент набегания ремня на малый шкив, наименьшее — в момент набегания на больший шкив; это явление вызывает упругое скольжение ремня на шкивах.

При движении на ведущем шкиве ремень укорачивается, а на ведо­мом удлиняется, ремень скользит на шкиве.

Необходимо отличать упругое скольжение и буксование. Упругое скольжение имеет место при любой нагрузке, буксование — только при перегрузке.

Кривые скольжения ремня

 

Кривая скольжения (рис. 9.6) устанавливает связь между полезной нагрузкой и относительным скольжением ε в передаче, φ — коэффици­ент тяги (относительная нагрузка). При повышении коэффициента тяги от нуля до критического значения φ₀ в передаче происходит только упругое скольжение, одновременно с увеличением φ возрастает и КПД η. При дальнейшем увеличении коэффициента тяги работа становится неустойчивой (частичное буксование). Значения φ установлены для каждого типа ремня. Рабочую нагрузку рекомендуется выбирать вблизи критического значения.

Расчет ремня по тяговой способности

Расчет плоскоременной передачи сводится к определению требуемой площади поперечного сечения ремня.

Приведенное полезное напряжение

Условия эксплуатации ремня учитываются введением коэффици­ентов.

Допускаемое полезное напряжение

гдеС_а — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на малом шкиве; C_v — скоростной коэффициент, учитывающий влияние центро­бежных сил; С_е — коэффициент расположения передачи в пространст­ве; С_р — коэффициент режима нагрузки.

Окончательно определяем

       Для передач клиновыми и поликлиновыми ремнями следует выбрать соответствующий ремень по таблицам или с помощью графиков и оп­ределить число ремней клиноременной передачи.

Сечение ремня выбирают по вращающему моменту на быстроход­ном валу или мощности (рис. 9.7, а). Минимальные диаметры шкивов выбирают по табл. При возможности следует избегать минимальных значений диаметров шкивов и минимальных значений межосевых расстояний, так как это уменьшает долговечность ремня.

Для выбранного ремня определяют номинальную мощность, пере­даваемую одним ремнем.

Определяют расчетные коэффициенты, учитывающие условия экс­плуатации ремня.

Определяют число ремней в комплекте для передачи заданной мощ­ности:

гдеC_L — коэффициент длины ремня;Р₀ — номинальная мощность, пе­редаваемая одним ремнем;Р_р — мощность, передаваемая одним рем­нем в условиях эксплуатации; С₂ — коэффициент, учитывающий не­равномерность распределения нагрузки между ремнями, C_z = 1 ...0,85.

В последнее время обозначения ремней изменились (рис. 9.7, б):

О = Z ;

Б = В;

В = С;

Д = Е;

Е = ЕО.

Оценка ременных передач

 

Достоинства ременных передач:

• ременная передача смягчает толчки и удары — может демпфиро­вать колебания;

• ременная передача может служить предохранительным звеном при перегрузках;

• ременная передача может использоваться для бесступенчатой ре­гулировки скорости (см. рис. 2.3, д);

• возможность передачи движения на значительные расстояния (до 15 м и более).

 

Недостатки ременных передач:

• большие габаритные размеры;

• невозможно обеспечить постоянство передаточного отношения;

• долговечность ремня недостаточна;

• значительные нагрузки на опоры, особенно у плоскоременных передач.

В высоконагруженных передачах применяют передачи с зубчатым ремнем — плоским ремнем с зубьями на внутренней поверхности. Пе­редача работает по принципу зацепления ремня со шкивом. Предвари­тельное натяжение не требуется, скольжение отсутствует.

 

---

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 157; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!