Основные геометрические соотношения в ременной передаче

Рис. 2.7.1

₁, ₂ - углы обхвата;

R₁, R₂ - радиусы шкивов;

A - межцентровое расстояние;

_(2.7.1)

;

Свободная теоретическая длина ремня:

_(2.7.2)

Диаметр малого шкива:

_(2.7.3.)

Р - мощность в кВт;

n - число оборотов в минуту.

D₂ =D₁ i(1 - ), (2.7.4)

где - коэффициент упругого скольжения ремня. Диаметры шкивов округляются до ближайшего значения по ГОСТ.

Упругое скольжение ремня

Рис. 2.7.2

По формуле Эйлера для трения гибких тел натяжение набегающей ветви ремня F₁ больше, чем натяжение сбегающей F₂:

: (2.7.5)

Здесь:  - угол обхвата ремня;

 -угол упругого скольжения ремня;

f - коэффициент трения ремня по шкиву;

е - основание натуральных логарифмов.

Так как натяжение ветвей ремня неодинаково, то и относительное удлинение их по закону Гука также будет неодинаковым. На дуге  эти удлинения выравниваются, что может иметь место лишь при условии упругого скольжения ремня, величина дуги  зависит от передаваемой нагрузки. Если нагрузку все время увеличивать, то в пределе дуга достигнет дуги . Физически это будет соответствовать полному буксованию ремня, что совершенно недопустимо. Относительное удлинение ветвей ремня:

; . (2.7.6)

Относительное упругое скольжения ремня:

. (2.7.7)

Упругое скольжение ремня под нагрузкой вполне закономерно, оно обычно не превышает 0,02 (2%); если передачу перегрузить, то упругое скольжение переходит в недопустимое буксование.

Силы, действующие в ременной передаче

Рис .2.7.3

1. Окружное усилие .

2. Усилие предварительного натяжения ветвей ремня - F₀

3. Усилие натяжения ветвей ремня в работе. На основе равновесия гибкой нити:

Сумма усилий натяжения ветвей ремня в состоянии покоя и движения под нагрузкой есть величина постоянная:

При переходе от состояния покоя к состоянию работы под нагрузкой усилие набегающей ветви увеличивается на величину половины окружного усилия, усилие сбегающей - на столько же уменьшается.

; _(2.7.8.)

4. Нагрузка на валы и подшипники:

. (2.7.9)

Коэффициент тяги и кривые скольжения ремня

Коэффициентом тяги называется отношение полезного окружного усилия к полному усилию натяжения ветвей ремня.

По физическому смыслу коэффициент тяги характеризует степень загрузки передачи:

_(2.7.10)

Рис.2.7.4

Зависимость между коэффициентом тяги и коэффициентом упругого скольжения ремня, выраженная графически, носит название кривых скольжения ремня. Эти кривые для различные типов ремней строятся опытным путем на установках, где рост нагрузки сравнивается с относительным скольжением ремня. До критического значения ₀ зависимость линейная, что соответствует упругому скольжению ремня; за критической точкой начинается нелинейная зависимость, соответствующая буксованию ремня. Оптимальный режим работы ремня при высшем значении КПД близок к критической точке, но должен находиться в зоне упругого скольжения. На основании кривых скольжения определяются допускаемые напряже­ния в ремне.