27. Скольжение ремня.
Кинематические и геометрические параметры передачи
Движение ремня по шкиву сопровождается упругим скольжением.
Рассмотрим деформацию упругого ремня на заторможенном шкиве. К обоим концам ремня подвешены одинаковые груза, создающие в ремне силы F1 (рис. 23.6 а). Между шкивом и ремнем возникнут контактные давления, а спадающие ветви ремня получат относительные удлинения Ɛ1=F1/EA, где ЕA – жесткость сечения ремня при растяжении. Если теперь на одном конце, например, правом, уменьшить груз и тем самым силу в ветви до значения F2 (рис. 23.6 б), то относительное удлинение правого конца уменьшится до значения Ɛ2=F2/EA, а относительное удлинение левого конца останется прежним. Относительное сокращение длины (Ɛ1- Ɛ2) элемента правой спадающей ветви распространится вдоль ремня по дуге обхвата от точки С к точке А, вызывая скольжение ремня по шкиву справа налево. Скольжение ремня вызовет силы трения qf , направленные навстречу относительному скольжению. Скольжение ремня и изменение деформаций прекратятся в точке В дуги обхвата. Ее положение определим из равенства разности сил F1 и F2 суммарной силе трения. На дуге ВА ремень находиться в покое. Сумма длин дуг АВ и ВС = длине дуги обхвата шкива ремнем (АС), и зовут углом обхвата α . Угол αc , соответствующий дуге ВС, - углом скольжения. С уменьшением силы F2 (или увеличением силы F1) дуга упругого скольжения растет за счет уменьшения дуги покоя. Так как скольжение ремня связано с его упругими свойствами, то его называют упругим. Полезная нагрузка (окружная сила) Ft передачи, развиваемая за счет сил трения на дуге скольжения: Ft=F1-F2=2T1/d1 ,где d1 – диаметр ведущего шкива; T1 – вращающий момент; F1 – сила натяжения ведущей ветви, набегающей на ведущий шкив ; F2 – сила натяжения ведомой ветви, сбегающей с ведущего шкива.
Кинематика передачи. При вращении ведущего шкива с угловой скоростью W1 его окружная скорость V=0.5W1d1=V1 (V1 – скор. ведущей ветви). В результате упругого скольжения ремень сбегает с ведущего шкива в точке С со скоростью V2<V1. Коэффициент упругого скольжения ε= (V1 -V2)/V1=(W2d2)/(W1d1) где W2 и d2– угловая скорость и диаметр ведомого шкива. Передаточное отношение i=W1/W2=d2/(d1(1-ε) В принимают ε =0,01 – для плоскоременных передач; ε =0,015 - для клиноременных передач. Основные геометрические параметры. Минимальное межосевое расстояние в плоскоременных передачах aMIN=(1.5…2)(d1+d2) , а d1=6(T1)1/3. В клиноременных передачах aMIN=0.55(d1+d2)+h, а d1=3..4(T1)1/3 а максимальное межосевое расстояние aMAX=(1.5-2)(d1-d2) Требуемая длина ремня для передачи при заданном (или желательном) межосевом расстоянии a и угле обхвата α определяется как сумма прямолинейных участков и дуг обхвата: l=2a+{π(d1+d2)}/2+(d1-d2)2/(4a). Угол обхвата меньшего шкива α1=1800-[(d1-d2)2/a]*570.