2. Основные силовые и кинематические соотношения

Особенности каждой передачи и ее применение определяются следующими основными характеристиками: мощностью на ведущем Р₁ и ведомом Р₂ валах; угловой скоростью ведущего ₁ и ведомого ₂ валов (рис. 1). Эти две характеристики необходимы для выполнения проектного расчета любой передачи.

Рис. 1 Схема для определения направления вращающих моментов в передаче: а) колеса в рабочем положении; б) колеса, условно раздвинутые

Дополнительными характеристиками являются:

- механический к.п.д передачи

η=Р₂/Р₁; (1)

для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких отдельных последовательно соединенных передач, общий к. п. д.

η_общ. = η₁ η₂ … η_n (2)

где η₁, η₂, … η_n, - к. п. д. каждой кинематической пары (зубчатой, червячной, ременной и других передач, подшипников, муфт);

-окружная скорость ведущего или ведомого звена, м/с:

υ = d / 2, (3)

где d - диаметр колеса, шкива и др. Окружные скорости обоих звеньев при отсутствии скольжения равны, т. е. υ₁= υ₂;

-окружная сила (см. рис. 2), Н:

F_t = P/ υ = 2T/d, (4)

где Р - мощность, Вт;

-вращающий момент (см. рис. 2), Н·м;

Т = P/ =F_td/2, (5)

где Р - в Вт; d - в м.

Вращающий момент Т₁ ведущего вала является моментом движущих сил, его направление совпадает с направлением вращения вала. Момент Т₂ ведомого вала - момент сил сопротивления, поэтому его направление противоположно направлению вращения вала;

-передаточное отношение i, (u ). При υ₁ = υ₂ или ₁d₁/2 = w₂ d₂/2

w₁/ w₂ = d₂/ d₁ = i = u (6)

Передаточным отношением называется отношение угловых скоростей ведущего и ведомого звеньев. В дальнейшем передаточные отношения для всех типов передач будем условно называть передаточными числами и обозначать через u.

Определение передаточного числа в зависимости от типа передачи показано ниже. В передаче, понижающей угловые скорости u >1, и такая передача называется редуктор. При u < 1 угловые скорости повышаются, и такая передача называется мультипликатор

Для многоступенчатой передачи общее передаточное число

u_общ = u₁ u₂ …u_n (7)

где u₁, u₂, …u_n - передаточные числа каждой ступени.

Тема 7. Ременные передачи

Ременная передача в наиболее распространенном виде состоит из двух

шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. (Рис.1)

Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем, вследствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: (а) плоскоременную, (б) клиноременную и (в) круглоременную передачу.(Рис.1)

Рис.1 Типы ременных передач

Достоинства ременных передач, определяющие их применение:

1) возможность передачи движения на средние расстояния;

2) плавность работы – смягчение толчков, бесшумность;

3) возможность работы с высокими частотами вращения;

4) малая стоимость.

Недостатки ременных передач:

1) значительные габариты – обычно в несколько раз больше, чем зубчатых;

2) неизбежность некоторого упругого скольжения ремня;

3) повышение силы на валы и опоры, так как суммарное натяжение обеих ветвей ремня существенно больше передаваемой окружной силы;

4) необходимость устройств для натяжения ремня в передачах с малым межосевым расстоянием;

5) необходимость предохранения ремня от попадания масла;

6) малая долговечность ремней в быстроходных передачах.

Материалы и конструкции ремней

По материалу и конструкции различают ремни нескольких типов.

Наиболее распространенные из них стандартизованы.

К стандартным плоским ремням относятся: прорезиненные тканевые (ГОСТ 101-54), кожаные (ОСТ/НКЛП-5773/176), хлопчатобумажные цельнотканые (ГОСТ 6982-54) и шерстяные (ОСТ/НКТН 3157).

Прорезиненные ремни являются самыми распространенными. Они изготовляются трех типов: А, Б и В.