13.3. Основи розрахунку пасових передач

Найчастіше пасові передачі виходять з ладу через втомне пошкодження паса.

Для матеріалів пасів справедливе відоме рівняння кривої втоми:

σ N=σ N₀, (13.17)

де σ_max - максимальна напруга у пасі при роботі передачі; N - загальне число циклів зміни напруг до руйнування паса; σ_N - границя витривалості паса при базі випробувань N₀=10⁷; m - показник степеня кривої втоми паса.

Якщо назначити строк служби паса L_h, год. та припустити, що за один пробіг паса число циклів напруг n /n - число шківів у передачі/, то загальне число циклів зміни напруг до руйнування паса

N=3600inL_hυ, (13.18)

де υ - коефіцієнт, що враховує різну міру впливу напруг згину в пасі на меншому та більшому шківах;

υ=1 при u=1; υ=0,8 при u=1,5;

υ=0,6 при u=2; υ=0,5 при u=3;

i - число пробігів паса.

Строк служби паса

L_h=10⁷(σ_N/σ_max)^m/(3600inυ). (13.19)

Залежність (13.19) є наближеною, але вона дозволяє зробити порівняльну оцінку довговічності пасів різних варіантів пасових передач та проаналізувати вплив окремих складників на довговічність пасів.

Пас працює за змінних напруг, до того ж один цикл напруг відповідає певному пробігу паса. Посередня оцінка довговічності паса може бути зроблена за умовою обмеження числа пробігів паса і в одиницю часу, с^-1.

і=ν/l≤i^adm , (13.20)

де ν - швидкість паcа, l - довжина паса.

Допустиме число пробігів паcа рекомендують брати:

i^adm=56 с^-1 для плоских ґумотканинних пасів;

i^adm=1215 с^-1 для клинових пасів.

Якщо умова (13.20) виконується, то вважають довговічність паса у конкретній передачі задовільною. Крім швидкості та міжвісевої відстані /довжини паса/ на довговічність пасів значно впливають напруги від попередньої навантаги, тому для забезпечення високої довговічності та роботоздатності передачі необхідно контролювати σ₀ і застосувати автоматичні засоби натягу.

Значний вплив на довговічність паса спричиняє діаметр меншого шківа, від якого залежать напруги згину у пасі. При зменшенні діаметра шківа завдяки збільшенню внутрішніх втрат температура паса різко зростає, що сприяє зниженню довговічності. Отже, необхідно намагатись використовувати у конструкціях шківи більших діаметрів. Мінімально допустимі діаметри шківів обмежені.

Розрахунок на тягову здатність клинопасових передач. Ці передачі можна застосовувати при порівняно малих міжвісевих відстанях та великих передатних відношеннях, тобто у випадку малих значень кутів обхвату шківів.

Розрахунок клинопасових передач (із пасами нормального перерізу чи з вузькими або поліклиновими пасами) на тягову здатність ґрунтується на використанні виразу

F_t =2F₀₀, (13.21)

де F_t0 - оптимальна корисна навантага при певному попередньому натягу віток F₀; ₀ - критичний коефіцієнт натягу.

Якщо помножити ліву та праву частини цього виразу на швидкість паса, то дістанемо відповідні потужности. Тому розрахунок клинопасових передач виконують за допустимою потужністю Р^adm для одного клинового паса або одного поліклинового паса

Р^adm=Р₀C_C_lC_pC_z , (13.22)

де Р₀ - допустима потужність для одного клинового паса певного перерізу у дослідних умовах. Значення Р₀ залежно від швидкості паса ν та діаметра меншого шківа d₁ наведені у довідниках; C_ - коефіцієнт кута обхвату, який вибирають за такою залежністю:

⁰… 70 90 110 130 150 180

C_… 0,56 0,68 0,73 0,88 0,92 1;

C_p - коефіцієнт, що враховує режим роботи передачі.

Для однозмінної роботи передачі коефіцієнт С_р1 має такі значення: С_р =1 - при спокійній навантазі;

С_р =0,90,8 - при незначних коливаннях навантаги;

С_р =0,80,7 - при значних коливаннях навантаги;

С_р =0,70,6 - при ударній та різнозмінній навантазі.

Для дво- та тризмінної роботи коефіцієнти режиму відповідно будуть: С_p =0,87C_p , C_p =0,72C_p .

C_l= - коефіцієнт фактичної довжини паса,

де l та l₀ - відповідно розрахункова та умовна довжини паса.

l/l_0… 0,3 0,5 0,8 1,0 1,4 1,6 2,0

C_l... 0,79 0,86 0,95 1,0 1,07 1,1 1,15

C_z - коефіцієнт кількості z пасів, що працюють паралельно в одній передачі:

при z= 23, C_z=0,95;

при z= 46 С_z=0,9;

при z >6 C_z=0,85.

За знайденою допустимою потужністю для одного клинового паса можна визначити потрібне число z клинових пасів /або число клинів поліклинового паса/, що працюють в одній пасовій передачі:

z=Р₁/Р_adm, (13.23)

де Р₁ - потужність, на передавання якої розраховується передача.

Для клинопасових передач рекомендують z≤8 через відхилення пасів у довжині та нерівномірність навантаги. При ретельному доборі пасів за довжиною можна брати z=1012.

Силу попереднього натягу віток комплекту клинових пасів визначають за формулою

F₀=0,85Р₁C_l/(νC_C_p), (13.24)

де ν - швидкість паса.