24. Клиноременная передача. Их характеристика. Приведенный коэффициент трения. Минимальный угол обхвата.

В этой передаче ремень имеет клиновую форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива. При этом рабочими являются боковые поверхности ремня. Расчетным диаметром шкива Dp является диаметр окружности расположения центров тяжести поперечных сечений ремня. Применение клинового ремня позволяет увеличить тяговую способность

Пусть под действием натяжения элемент ремня длинною dL прижимается к шкиву с силой dR. Тогда на боковых гранях ремня возникает нормальное усилие dFn/2. Из условия равновесия сил на вертикальную ось. При этом сила трения в клиноременной передаче

где dR – элементарная сила прижатия; dFтр – элементарная сила трения; f. –

приведенный к данной схеме коэффициент трения.

Для стандартных ремней угол клина φ принимают порядка 40°, поэтому

f’=f/sin 20=3f таким образом, клиновая форма ремня увеличивает сцепление со шкивом примерно в 3 раза ,Минимальный допускаемый угол охвата [a ] = 50° min . Для эффективного использования клиноременной передачи рекомендуется aкл =120°, следовательно, клиноременные передачи компактнее при той жетяговой способности.

25. Предварительный и утачнённый расчёт валов на прочность

Расчет проводится в 2 этапа. Между этими этапами выполняют эскизную компоновку конструкции вала.

I этап: проектный (ориентировочный) расчет, позволяет определить основные размеры (диаметры) вала.

Цель ориентировочного расчета – это предварительное определение материала и диаметров ступеней вала, с учетом только напряжений от кручения Т и переход к конструктивному оформлению всех ступеней вала. Из условия прочности вала при кручении t max<= [t]

где Wp – полярный момент сопротивления кручению сечения вала.

Расчетный диаметр вала

Диаметр вала под подшипником dп = d + 2t где t – величина ступеньки на валу.

Диаметр вала под колесом dк = dп + 3,5r где r – радиус галтели при выходе инструмента.

Длина хвостовика, уточняется по длине полумуфты l= (1,0 ... 1,5)d

Длина ступени под колесо, например, для цилиндрического колеса lк=lст

Длина ступени под подшипниковый узел lп =1,5dп

Длина ступени под подшипником lп = B ,где В(Т) – ширина кольца подшипника.

Величину допускаемых напряжений обычно задают в следующих пределах:

[τ] = 20 ... 25 Н/мм2 – для быстроходного и тихоходного валов, [τ] = 12 ... 20 Н/мм2 – для промежуточных валов.

Эскизная компоновка

II этап: проверочный расчет вала . Цель: определение действительных коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала.

Прикладываем все силы: Ft, Fr, Fa и Fм и определяем реакции в опорах.

Рисуем расчетную схему вала, на основании которой строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной Мx и вертикальной My плоскостях и крутящего момента Т на валу.

Определяем опасные сечения на валу, в которых будем определяем действительный коэффициент запаса прочности.

Для каждого из опасных сечений определяется коэффициент запаса прочности по изгибу sσ и по кручению sτ.

σ–1, τ–1 – пределы выносливости по нормальным и касательным напряжениям при симметричном цикле; kσ, kτ – коэффициенты концентрации напряжений; kF – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; kd – масштабный коэффициент, учитывает уменьшение усталостной прочности вала с

увеличением его диаметра; ψσ, ψτ – коэффициенты, учитывающие чувствительность материала к ассиметрии цикла изменения напряжений; σа, τа – амплитудное значение напряжений; σm, τm – среднее напряжение цикла.