Методички / Курс деталей машин

Со – коэффициент, учитывающий способ натяжения ремня и наклон передачи к горизонту.

Рассчитанные с учетом кривых скольжения полезные допускаемые

где b – ширина ремня;

δ – толщина ремня.

Толщину ремня определяют по заданному отношению (для прорезиненных ремней d1/δ = 40), а диаметр малого шкива в миллиметрах - по эмпирической зависимости:

где Т1 – вращающий момент на малом шкиве, Н м.

В одном из вариантов расчёт по тяговой способности передачи сводится к

определению ширины ремня:

Б) Клиноремённую передачу рассчитывают по допускаемой мощности на 1

ремень Ро. Результатом расчёта является определение числа ремней:

где СL – коэффициент, учитывающий длину ремня;

Сz – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки между ремнями; для z = 4…6 Сz = 0,9.

Допускаемую мощности на 1 ремень Ро рассчитывают для каждого сечения

17.11.Клинорёменная передача

Всовременных приводах клиноремённая передача имеет преимущественное распространение. Она начала применяться с 20-х годов ХХ века. Отличается малыми межосевыми расстояниями и высокими передаточными отношениями.

Впередаче ремень имеет клиновую форму поперечного сечения (рис. 17.11)

ирасполагается в соответствующих канавках шкива. Работает один или несколько ремней. Форму канавки шкива выполняют так, чтобы между её основанием и ремнем был зазор . При этом рабочими являются боковые поверхности ремня. В то же время ремень не должен выступать за пределы наружного диаметра dа шкива, так как в этом случае кромки канавок быстро разрушают ремень.

Расчётным диаметром шкива d является диаметр расположения центров тяжести поперечных сечений ремня или нейтрального слоя. Все размеры ремней соответствуют ГОСТ 1284. Стандартом предусмотрены сечения клинового ремня:

Z, A, B, C, D, E, EO, которые геометрически подобны. Выбирают сечения по номограмме [9].

Применение клинового ремня позволило увеличить тяговую способность передачи путем повышения трения. Как известно, приведенный момент трения для клинчатого ползуна:

Для стандартных ремней принято φо = 40. Шкивы же клиноремённых передач имеют угол канавки φ = 34…40 . В случае равенства φ и φо при огибании ремнем шкивов малых размеров сечения изменяются и возможно заклинивание

ремня в канавке, в нижней её части (рис. 17.12). Долговечность ремня при этом уменьшится, так как пульсирующий цикл напряжений перейдёт в знакопеременный. При φ = 40 f f / sin(40 / 2) 3 f .

ω1

p

F

1

Рис. 17.12. Заклинивание ремня

Таким образом, клиновая форма ремня увеличивает его сцепление со шкивом примерно в 3 раза. Значительное увеличение трения позволяет сохранить нагрузочную способность клиноременной передачи при значительно меньших углах обхвата по сравнению с плоскоременной передачей. Тяговая способность передач будет оставаться постоянной при условии:

K f П f .

Если в плоскоремённой передаче угол обхвата αП 150 , то в клиноремённой передаче можно допустить αК 50 , однако для лучшего использования возможностей клиноремённой передачи рекомендуется К 120 .

Малое значение [ ] позволяет проектировать клиноремённые передачи с малыми межосевыми расстояниями и большими передаточными отношениями, а также передавать нагрузку с одного ведущего шкива нескольким ведомым (рис. 17.13).

ω2

ω1

ω3

Рис. 17.13. Передача нагрузки нескольким шкивам

Пример 17.1. Рассчитать клиноремённую передачу по исходным данным

примера 11.1: мощности на валах Р1 = 11,42 кВт, Р2 = 10,96 кВт; частоты вращения валов n1 = 2920 об/мин, n2 = 646,7 об/мин; крутящие моменты на валах

Т1 = 37,5 Н·м, Т2 = 161,9 Н·м, передаточное отношение u = 4,5. Работа двухсменная. Нагрузка с умеренными колебаниями. Передача горизонтальная.

Недостающими данными задаться.

Решение.

Выбираем по номограмме [9] ремни сечением А с параметрами: расчётная ширина lр = 11 мм, высота ремня Т0 = 8 мм, площадь сечения А = 81 мм2, масса 1 м m = 0,1 кг, минимальный диаметр d1 = 90 мм. Принимаем для повышения долговечности ремня d1 = 125 мм, что на 3 стандартных размера больше минимального.

Диаметр большого шкива d2 = d1 ·u = 125·4,5 = 562,5 мм. Принимаем стандартное значение d2 = 560 мм. Уточняем передаточное отношение:

u = d2/(d1(1 - s)) = 560/(125(1 – 0,01)) = 4,53.

Межосевое расстояние a = (0,55…1) · ( d1 + d2) = (0,55…1) · ( 125 + 560) =

376…685 мм. Принимаем для повышения долговечности ремня a = 600 мм (ближе к верхнему пределу). Длина ремня - формула (17.4):

Выводы.

1.Рабочий ресурс меньше нормативного для среднего режима.

2.Высокая скорость ремня исчерпала возможности повышения ресурса путём увеличения диаметров (это приведёт к ещё большей окружной скорости) и

числа ремней (оно предельное).

3.Следует принять рассчитанную передачу с пониженным ресурсом,

увеличив число смен ремней, стоимость которых существенно меньше стоимости шкивов. Обозначение передачи на кинематических схемах: А-2500, z = 8.

Вопросы для самоподготовки

1.На чём основан принцип работы ремённой передачи?

2.Какие ремённые передачи наиболее распространены?

3.Дайте оценку ремённой передачи.

4.Какие материалы используются для ремней?

5.Какие способы натяжения ремней Вы знаете?

6.Какие силы действуют в работающем ремне?

7.Какие напряжения в работающем ремне являются наиболее опасными?

8.Какие виды скольжения наблюдаются в ремённой передаче?

9.Что такое кривые скольжения и как они используются при расчёте

допускаемых напряжений?

10.По каким критериям работоспособности рассчитывают ремённые передачи? 11.Почему клиновые ремни способны передавать большую нагрузку, чем

плоские?

Вопросы, выносимые на экзамен

1.Ремённые передачи. Оценка и применение. Основные схемы. Материалы ремней и шкивов. Способы натяжения ремней. Геометрия и кинематика.

2.Силовые зависимости в ремённой передаче. Анализ сил и напряжений в сечениях работающего ремня.

3.Скольжение в ремённой передаче. Кривые скольжения и допускаемые напряжения.

4.Клиноремённые передачи. Конструкции ремней. Особенности геометрии и тяговой способности.

Экзаменационные задачи

Задача №34

Рассчитать геометрические параметры плоскоремённой передачи d1, d2, a, l,из условия минимальных габаритов. Вычертить кинематическую схему.

Примечание. Недостающими данными задаться.

Задача №35

Выбрать тип ремня и геометрические параметры клиноремённой передачи d1, d2, a, Lp, из условия минимальных габаритов. Вычертить кинематическую схему.

Примечание. Недостающими данными задаться.

Лекция №18

Тема 18: Цепные передачи

18.1. Общие сведения

Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звёздочек, охватываемых цепью (рис. 18.1). В состав передачи также часто входят натяжные и смазочные устройства и ограждения. Возможно применение нескольких ведомых звёздочек.

Цепь состоит из звеньев, шарнирно соединённых друг с другом, за счёт чего образуется гибкость цепи.

d1

d2

a

Рис. 18.1. Кинематическая схема цепной передачи

Цепные передачи, применяемые в машиностроении, по характеру работы делятся на грузовые, тяговые и приводные. Грузовые цепи служат для закрепления грузов, например, сварная круглозвенная цепь. Тяговые цепи – для перемещения грузов, например, пластинчатые цепи в конвейерах; их изучают в курсе подъёмно-транспортных машин. Приводные цепи служат для передачи движения.

Их изучают в курсе «Детали машин и основы конструирования».

Передача основана на зацеплении приводной цепи и звездочек. Принцип

передачи движения зацеплением, а также повышенная прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяет иметь преимущества в сравнении с ремённой передачей, сохраняя достоинства передачи гибкой связью.

18.2. Оценка и применение

Достоинства:

1)Высокая нагрузочная способность.

2)Малые нагрузки на валы и опоры.

3)Высокий КПД.

4)Возможность перекрытия больших межосевых расстояний (до 8 м).

5)Отсутствие проскальзывания.

Недостатки:

1)Шум и динамические нагрузки.

2)Необходимость ухода при эксплуатации.

3)Непостоянство мгновенного передаточного отношения.

4)«Вытягивание» цепи вследствие износа.

Цепные передачи применялись в глубокой древности и не потеряли своего значения до настоящего времени. Они применяются при значительных межосевых расстояниях, а также в тех случаях, когда зубчатые передачи неприменимы, а ремённые недостаточно надежны. Как тяжело нагруженную,

цепную передачу ставят обычно последней ступенью привода. Передаваемая мощность, как правило, не превышает 100 кВт, хотя имеются передачи в несколько тысяч киловатт.

Передачи получили большое распространение во всех отраслях машиностроения, в частности, в подъёмно-транспортных машинах, путевых машинах (снегоуборочные, щебнеочистительные и другие), в автомобилях,

мотоциклах, велосипедах и во многих других машинах.

18.3. Конструкции цепей

Основными типами современных приводных цепей являются шарнирные роликовые, втулочные и зубчатые цепи. Все они стандартизованы. Наиболее

широко применяются роликовые цепи. Главными характеристиками цепи являются: шаг pц, ширина B и разрушающая нагрузка Fр.

А) Роликовая цепь состоит из последовательно чередующихся внутренних и наружных звеньев (рис. 18.2). Внутренние звенья состоят из пластин и запрессованных в их отверстия гладких втулок. Наружные звенья состоят из пластин и запрессованных в их отверстия валиков. Втулка, свободно надеваемая на валик, и ролик на втулке могут свободно проворачиваться, образуя цилиндрический шарнир. Применение втулки позволяет распределить нагрузку по всей длине валика и этим уменьшить износ шарниров. Перекатывание ролика по зубу частично заменяет трение скольжения трением качения, что снижает износ зубьев. Кроме того, ролик выравнивает сосредоточенное давление зуба на втулку и тем самым уменьшает её износ.

p

ц

Концы цепи с чётным числом звеньев соединяют с помощью соединительного звена (внутреннего или наружного) со шплинтами. Цепь с нечётным числом звеньев соединяется через переходное звено. Оно менее прочно,

чем соединительное, поэтому следует принимать число звеньев цепи Lp чётным.

Однако в некоторых строительных и дорожных машинах, работающих при ударных нагрузках, применяют роликовые цепи с изогнутыми пластинами.

Многорядные цепи позволяют увеличить нагрузку почти пропорционально числу рядов. Это уменьшает шаг и повышает плавность работы. Такие цепи применяют в тяжело нагруженных быстроходных передачах. В обозначении цепи указывают тип цепи, её шаг pц в миллиметрах и разрушающую силу Fр в