Механика работы и основы расчёта ремённой передачи
Если ремённая передача
находится в покое, то верхняя и нижняя
ветви ремня натянуты одинаково. При
работе передачи вращающий момент,
исходящий от ведущего шкива, усиливает
натяжение
ведущей
ветви ремня (на рис.10.17 она снизу) и
ослабляет натяжение
ведомой ветви. В результате перераспределения
натяжений ведущая ветвь постоянно
находится в более растянутом состоянии,
чем ведомая. Растяжение ведущей ветви
происходит при сходе её с ведомого
шкива, причём, ещё на шкиве, а восстановление
длины – при сходе ведомой ветви с
ведущего шкива. Обе деформации происходят
за счёт проскальзывания ремня на
некоторой части дуги обхвата шкива этим
ремнём. Ведущий шкив, принимая растянутый
ремень, вращается быстрее, чем это было
бы при нерастяжимом ремне. Это явление
называется упругим скольжением. Его
теорию разработал Л. Эйлер.
Помимо напряжений от растяжения
ремень испытывает напряжения от изгиба,
их показывают эпюры
,
.
За один пробег ремень четырежды
деформируется (растяжение – большое,
затем поменьше и дважды изгиб). Чем
меньше диаметры шкивов, тем больше
деформация изгиба и тем меньше
долговечность ремня.
Исходными данными для расчёта ремённой передачи являются: частота вращения и мощность на ведущем шкиве, передаточное отношение и условия работы (сменность, характер нагрузки и т. д.).
Основными параметрами при
проектировании ПРП и КРП являются:
диаметры шкивов
и
;
межосевое расстояние
;
угол
обхвата ведущего шкива; длина ремня L;
сила начального натяжения ремня
;
силы натяжения ветвей ремня
и
;
сила
давления ремня на вал шкива; рабочий
ресурс передачи
.
После проектировочного расчёта
выполняется проверочный по тяговой
способности и долговечности ремня.
Подробный расчёт ремённых передач
приведён в [5].
10.3.2 Цепные передачи.
Простейшая цепная передача (ЦП) состоит из двух звёздочек, соединённых замкнутой цепью (рис. 10.20).
По сравнению с ремёнными передачами ЦП имеют следующие достоинства: компактность (малые габариты при удобстве расположения); постоянство среднего передаточного числа; меньшие нагрузки на валы и оси; возможность применения при больших межосевых расстояниях. К недостаткам ЦП относится: шум при работе, высокая стоимость цепей и звёздочек; низкая долговечность шарниров цепи; неравномерность хода цепи, особенно при малых числах зубьев звёздочек.
Рис. 10.20. Схема цепной передачи:
1 – ведущая звёздочка, 2 – ведомая звёздочка, 3 – цепь.
ЦП используются как понижающие. Они применяются в тихоходных приводах металлорежущих станков, сельскохозяйственных машин, буровых установок, транспортных и транспортирующих машин.
Применяются ЦП обычно в приводах при мощности до 5000 кВт, скорости цепи до 35 м/с, передаточном числе до 12. Коэффициент полезного действия = 0,92…0,98 и зависит главным образом от качества цепи и условий смазки.
Элементы цепной передачи (звёздочки и цепи)
Звёздочки. По конструкции аналогичны конструкциям зубчатых колёс. Изготавливаются в зависимости от условий работы и скорости из серых и ковких чугунов, стального литья или проката, пластмасс.
Цепи. По конструкции приводные цепи разделяются на зубчатые, втулочные и роликовые (рис. 10.21, а, б, в).
Зубчатые цепи состоят из шарнирно сочленённых пластин 1 (рис. 10.21, а) специальной формы, которые зацепляются с зубьями звёздочек. Это обеспечивает минимальный шаг цепи и возможность их применения при скорости до 25 м/с, однако имеют повышенный вес и стоимость.
а)
б) в)
Рис. 10.21. Виды цепей:
а – зубчатая; б – втулочная; в – роликовая
Втулочные цепи состоят из внутренних 1 и наружных пластин 4, соединённых валиками 3, на которые напрессованы втулки 2 (рис. 10.21, б). Зубья звёздочек скользят по втулкам цепи.
Роликовые цепи отличаются от втулочных тем, что на каждую втулку надеты с зазором ролики 5 (рис. 10.21, в), которые катятся по зубьям звёздочек. Это повышает долговечность цепи, но её вес и стоимость возрастает.
Перспективны опытные цепи из пластмасс, обладающие хорошими демпфирующими свойствами, не требующие смазки и обладающие достаточной износостойкостью.