Основные геометрические соотношения

Рис.7. Основные геометрические параметры ременных передач

1. Межосевое расстояние (расстояние между геометрическими осями валов) определяется конструкцией машины или ее привода

, (5)

где , ;

L - расчетная длина ремня.

Для нормальной работы плоскоременной передачи должно соблюдаться условие:

. (6)

При этом должно быть не более 15 м.

2. Расчетная длина ремня (без учета припуска на соединение концов)

. (7)

На сшивку добавляют еще 100-300 мм.

3. Диаметр ведущего шкива (малого), мм

. (8)

4. Диаметр ведомого шкива (9)

При диаметре d > 300 мм шкивы изготовляют с четырьмя—шестью спицами. Для шкивов, имеющих отклонения от стандартных размеров, производят расчет на прочность. Обод рассчитывают на прочность как свободно вращающееся кольцо под действием сил инерции; спицы рассчитывают на изгиб.

5. Допускаемые углы обхвата ременных передач

Вследствие вытяжки и провисания ремня при эксплуатации углы обхвата измеряются приближенно (в градусах):

. (10)

В формуле (10) выражение ,

Здесь - угол между ветвями ремня (для плоскоременной передачи ( < 30°)). Угол между ветвями ремня влияет на величину углов обхвата ( и ). Рекомендуется принимать также значение диаметров шкивов (D₁ и D₂), чтобы соблюдалось условие

, (11)

где = 150° - для плоскоременной передачи, = 120° - для клиноременной.

Силы и напряжения в ремнях

В покое или на холостом ходу ветви ремня натянуты одинаково. При передаче крутящего момента Т₁ натяжения в ветвях перераспределяются: ведущая ветвь натягивается до силы F₁, а натяжение ведомой ветви уменьшается до F₂ (рис.8). Для создания трения ремень надевают с предварительным натяжением F_o.

Суммарное натяжение ветвей при работе остаётся постоянным:

. (12)

Рис.8. Силы в работающей ременной передаче

Обозначим ,

где - полезная окружная сила на шкиве.

Таким образом, получаем систему двух уравнений c тремя неизвестными:

(13)

Уравнения (13) устанавливают изменение натяжения ветвей в зависимости от полезной окружной нагрузки F_t, но не показывают тяговую способность передачи, которая связана с силой трения между ремнём и шкивом. Такая связь установлена Л.Эйлером с помощью дифференциального анализа:

,

, (14)

.

Уравнения (14) устанавливают связь натяжения ремней с полезной окружной нагрузкой F_t , коэффициентом трения f и углом обхвата α. Здесь - основание натурального логарифма.

При круговом движении ремня на него действует центробежная сила ,

где - плотность материала ремня;

А - площадь сечения ремня;

- окружная скорость.

Центробежная сила стремится оторвать ремень от шкива и тем самым понижает нагрузочную способность передачи.