3. Расчетная геометрия контура передачи

3 .1. Двухшкивная передача.

Межосевое расстояние α в проектном расчёте может быть выбрано:

1. По заданным требованиям к конструкции передачи;

2. По требованию минимальных габаритов α_min= 0,5d_w1(1+i)+10 мм

3. По рекомендуемой частоте пробегов [U]=3…5 сек^-1, определяют необходимую длину ремня L= πd_w1∙n₁/60[U] и далее расстояние α.

Поправки на межосевое расстояние:

Для учета плюсового допуска на длину ремня

и его вытяжку при эксплуатации: x=0,02∙L∙sin0,5∙α_w1.

Для учета минусового допуска на длину ремня, усадку при хранении и обеспечения свободного надевания ремня на шкивы: y=0,0125∙L∙sin0,5∙α_w1.

3.2 Передача с натяжным шкивом

П редварительный расчет ведется для условной двухшкивной передачи без натяжного шкива с ремнем длиной L по формулам, указанным выше.

4. Кинематические и силовые соотношения

Скорость ремня v=πn₁d_w1 /60000. Ремни допускают скорость до 35 (45) м/с.

Передаточное отношение: i=n₁ /n_{2 .}

Относительное скольжение: ξ=1– d_w2 /(d_w1∙i)

В расчётах принимается ξ=0,02...0,05

Окружная сила F_t=F₁– F₂=2000T₁ /d_w1

F₀ , F₁ и F₂ - сила начального натяжения ремня, ведущей и ведомой ветвей под нагрузкой;

Это уравнение устанавливает изменение натяжения ветвей в зависимости от нагрузки T₁, но не показывают нам тяговую способность передачи, которая связана с силой трения между ремнём и шкивом.

Т акая связь установлена Л.Эйлером с помощью дифференциального анализа.

Полученные формулы устанавливают связь натяжения ремней с передаваемой нагрузкой F_t , коэффициентом трения f и углом обхвата α.

Они позволяют вычислить минимальное предварительное натяжение ремня F_o, при котором уже станет возможной передача требуемого вращающего усилия F_t.

4.1 Скольжение в передаче

Исследования Н. Е. Жуковского показали, что в ременных передачах следует различать два вида скольжения ремня по шкиву: упругое скольжение и буксование.

У пругое скольжение наблюдается при любой нагрузке передачи, а буксование - только при перегрузке. Природа упругого скольжения может быть установлена из описанного ниже опыта. На рис. изображен ремень на заторможенном шкиве (момент торможенияТ ). В начале опыта к концам ремня подвешивают равные грузы G. Под действием этих грузов между шкивом и ремнем возникают некоторое давление и соответствующие ему силы трения. В этом состоянии левую ветвь ремня нагружают добавочным грузом G₁. Если груз больше сил трения между ремнем и шкивом, то равновесие нарушится и ремень соскользнет со шкива. В противном случае состояние равновесия сохранится. Однако при любом малом грузе G₁ левая ветвь ремня получит некоторое дополнительное удлинение. Величина относительного удлинения, постоянная для свободной ветви ремня, будет постепенно уменьшаться на дуге обхвата и станет равной нулю в некоторой точке С. Положение точки С определяется по условию равенства груза G₁ и суммарной силы трения, приложенной к ремню на дуге АС. Дополнительное упругое удлинение ремня сопровождается его скольжением по шкиву. Это скольжение принято называть упругим скольжением, а дугу АС - дугой упругого скольжения. На дуге ВС ремень останется в покое. Эту дугу называют дугой покоя. Сумма дуг упругого скольжения и покоя равна дуге обхвата, определяемой углом α. Чем больше G₁ тем больше дуга упругого скольжения и меньше дуга покоя. При увеличении G₁ до значения, равного запасу сил трения, дуга покоя станет равной нулю, а дуга упругого скольжения распространится на весь угол обхвата - равновесие нарушится (буксование). По аналогии с этим в работающей ременной передаче роль грузов G выполняет сила натяжения ведомой ветви F₂, а роль дополнительного груза G₁ - окружная сила F_t. Разность натяжения ведомой и ведущей ветвей, создаваемая нагрузкой, вызывает упругое скольжение в ременной передаче. При этом дуги упругого скольжения располагаются со стороны сбегающей ветви (рис.)

Окружная скорость каждого шкива равна скорости набегающей ветви ремня. По мере роста нагрузки на передачу дуга скольжения растет, когда она достигает всей дуги охвата, начинается буксование передачи. При круговом движении ремня на него действует центробежная сила F_v=ρSv²,

где S - площадь сечения ремня. Центробежная сила стремится оторвать ремень от шкива и тем самым понижает нагрузочную способность передачи.

Силы натяжения ветвей ремня (кроме центробежных) воспринимаются опорами вала. Равнодействующая нагрузка на опору F_r ≈ 2F_o cos(β/2). Обычно эта радиальная нагрузка на опору в 2…3 раза больше передаваемой ремнём вращающей силы F_t.