Расчет ременных передач

Основными критериями работоспособности ременных передач являются:

• тяговая способность, определяющаяся силой трения между ремнем и шкивом; б_t = F_t / A , (1)

где: F_t сила трения, A - площадь сечения ремня

• долговечность ремня, в условиях нормальной эксплуатации ограничивается разрушением ремня от усталости.

В основе создаваемых в настоящее время методов расчета ремней на долговечность лежит уравнение кривой усталости, по которому наибольшее напряжение в ремне

, (2)

Где: С и m – постоянные, определяемые экспериментально для

каждой конструкции ремня;

N_Σ – число циклов нагружения за полный срок службы.

Полный цикл напряжений соответствует одному пробегу ремня, при котором четыре раза меняются напряжения. Число пробегов ремня за весь срок работы передачи пропорционально числу пробегов в секунду:

U = υL/l ≤ [U], (3)

Где: υ – скорость ремня, м/с; l – длина ремня, м; [U] – допускаемое

число пробегов в секунду, с^-1.

Число пробегов является скоростным фактором, влияющим на долговечность: чем больше U, тем выше частота циклов, тем меньше срок службы ремня.

Скольжение ремня. Передаточное число

Упругое скольжение ремня характеризуется коэффициентом скольжения ξ, который представляет относительную потерю скорости на шкивах:

ξ = (υ₁ – υ₂)/ υ_{1 ,} (4)

Где: υ₁ и υ₂ – окружные скорости ведущего и ведомого шкивов.

При нормальном режиме работы обычно ξ = 0,01...0,02. Упругое скольжение является причиной некоторого непостоянства передаточного числа ременных передач.

Окружные скорости шкивов передачи

υ₁ = w₁d_l/2 и υ₂ = w₂d₂/2 , (5)

где: w₁ и w₂ – угловые скорости ведущего и ведомого шкивов;

d₁ и d₂ – диаметры этих шкивов.

Вследствие упругого скольжения υ₁> υ₂. Разделив υ₁ на υ₂ с учетом формулы (4), получим передаточное число ременной передачи:

u = w₁/w₂ = d₂/[d₁(1 - ξ)] (6)

Для плоскоременных передач рекомендуется u ≤ 5, для клиноременных u ≤7, для поликлиноременных u ≤ 8.

Геометрические параметры ременных передач

Рис.2 Геометрические параметры ременной передачи

1.Межосевое расстояние а рекомендуется :

для плоскоременных передач

а ≥1.5 (d₂ + d₁ ); (7)

для клиноременных и поликлиноременных передач

а ≤ 0,55 (d₂ + d₁ ) + h (8)

2. Расчетная длина ремня l равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов:

l = 2а +π (d₂ + d₁ ) /2 + (d₂ - d₁ ) / (4 а) (9)

3.Межосевое расстояние при окончательно установленной длине ремня

_________________________

а = { 2l - π (d₂ + d₁ ) +√ [ 2l-π (d₂ + d₁ )]² -8 (d₂ - d₁ )² } / 8 (10)

4.Угол обхвата ремнем малого шкива

α₁ =180 ^о - 2γ

Из треугольника О₁ВО₂ (Рис.1) sin γ = ВО₂ / О₁О₂ = (d₂ - d₁ ) / 2а , приближенно принимают sin γ = γ рад, тогда

γ = (d₂ - d₁ ) / 2а рад или γ ^о = 180 ^о (d₂ - d₁ ) /( π 2а ) .

Следовательно,

α₁ =180 ^о – 57 ^о (d₂ - d₁ ) /а . (11)