Методика расчета плоскоременной передачи

Расчет плоскоременной передачи базируется на рассмотренной выше общей теории ременных передач и экспериментальных данных. В этом расчете формулу Эйлера, определяющую тяговую способность передачи, и формулу (5.18) для суммарного напряжения в ремне, определяющую его прочность и долговечность, непосредственно не используют. Их учитывают в тех рекомендациях по выбору геометрических параметров (а, D,и пр.) и допускаемых напряжений [_F]₀, [_F], которые используют при расчете.

Для проектного расчета задают: мощность N₁, кВт, частоту вращенияn₁, об/мин, передаточное отношениеi. Определяют:D₁иD₂,a, тип и размеры ремня (b,,L).

Для плоскоременных передач рекомендуют   1500; i  5 – открытая передача; i  10 – передача с натяжным роликом; а  2(D1 + D2) – открытая; а  (D1 + D2) – с натяжным роликом; U  3(5) 1/с – открытая; U  8(10) 1/с – с натяжным роликом; D1/  25 – ремни кожаные, шерстяные, хлопчатобумажные; D1/  30 – ремни прорезиненные.

(5.23)

При предварительном расчете, когда D₁иеще неизвестны, размер малого шкива можно приближенно оценить по формуле М.А.Саверина

(5.24)

где N₁– кВт,n₁– об/мин,D₁– мм.

После оценки D₁, ориентируясь на рекомендации (5.25) и стандарты на размеры ремня, выбирают толщину ремня. Затем из расчета тяговой способности определяют ширину ремняb.

Клиноременная передача Принципиальные основы конструкции

В этой передаче (см.рис.5.3 и 5.14) ремень имеет трапецеидальную (клиновую) форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива. В передаче обычно работает несколько ремней, но может быть и один. Несколько тонких ремней применяют взамен одного толстого с целью уменьшения напряжений изгиба.

Форма канавки шкива выполняется так, чтобы между ее основанием и ремнем был гарантирован зазор . При этом рабочими являются боковые поверхности ремня. В то же время ремень не должен выступать за пределы наружного диаметра шкиваD_н, так как в этом случае кромки канавок будут быстро разрушать ремень.

Расчетным диаметром Dшкива является диаметр, соответствующий окружности расположения центров тяжести поперечных сечений ремня. Все размеры, определяющие форму обода шкива (e,m,t,D_H,D), выбирают по соответствующим табли-

Рис.5.14 Рис.5.15

цам стандартов в зависимости от размеров поперечного сечения ремня, которые также стандартизированы.

Применение клинового ремня позволило увеличить тяговую способность передачи за счет повышения трения.

Положим, что вследствие натяжения ветвей ремня его элемент длиной dLприжимается к шкиву силойdR(рис.5.15). При этом элементарная сила трения, действующая в направлении окружной силы,

В аналогичных условиях для плоскоременной передачи dF=dRf.

Сравнивая эти формулы, можно отметить, что в клиноременной передаче трение увеличивается с уменьшением угла клина .

Величину

(5.25)

называют приведенным коэффициентом трения.

Для стандартных ремней угол принят равным 40⁰. При этом

f’ =f/sin20⁰3f

Таким образом, клиновая форма ремня увеличивает его сцепление со шкивом примерно в три раза.

Дальнейшему увеличению сцепления путем уменьшения угла препятствует

Рис.5.16

появление самозаклинивания ремня в канавках шкива. При самозаклинивании ремень испытывает дополнительный перегиб на сбегающих ветвях (рис.5.16) и быстрее разрушается от усталости.

В целях выравнивания давления углы канавок делают меньше угла профиля ремня. По стандарту на размеры шкивов клиноременных передач канавки изготовляют с углами от 34 до 40⁰.

Значительное увеличение трения позволяет сохранить нагрузочную способность клиноременной передачи при значительно меньших углах обхвата по сравнению с плоскоременной передачей.

В соответствии с формулами (5.12) при S₀=constтяговая способность этих передач (или величина силыF_t) будет оставаться постоянной при условии

_кf’ =_п f,

где _к иf’ – угол обхвата и коэффициент трения клиноременной передачи;

_к иf– то же , для плоскоременной передачи. Имея в виду, чтоf’3 f, а по условию (5.23)_п  150⁰, получим

или .

С целью лучшего использования возможностей клиноременной передачи на практике рекомендуется принимать и в редких случаях до 70⁰. Малая величина допускаемых углов охватапозволяет строить клиноременные передачи с малыми межосевыми расстояниями а и большими передаточными отношениямиi, а также передавать работу с одного ведущего шкива нескольким ведомым (рис.5.17).

Конструкция клинового ремня должна обладать достаточной гибкостью для уменьшения напряжений изгиба и в то же время иметь значительную поперечную жесткость во избежание глубокого заклинивания в канавках шкивов.

В настоящее время применяют ремни с различной структурой поперечного сечения. Одно из типичных и наиболее распространенных сечений изображено на рис.5.18.

Рис.5.17 Рис.5.18

Слои шнурового корда 1 являются основным несущим элементом ремня*. Они расположены в нейтральной зоне (по изгибу) для повышения гибкости ремня. Тканевая обертка 3 увеличивает прочность ремня и предохраняет его от износа. Резина 2 как заполнитель объединяет ремень в единое целое и придает ему эластичность.

Клиновые ремни изготовляют в виде замкнутой бесконечной ленты.