МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(МАМИ)
В.К. Мартынов, И.Н. Семин, А.И. Зверев
Испытание клиноременной передачи
Методические указания к лабораторной работе №15 по курсу
«Детали машин и основы конструирования» для студентов
машиностроительных специальностей
Одобрено на методической комиссии
по направлению 190000 «Транспортные средства»
1-е издание
Москва
2012
Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000 г. для всех машиностроительных специальностей на основе рабочей программы дисциплины «Детали машин и основы конструирования»
Рецензенты:
Профессор кафедры «Теория механизмов и машин»
Московского Государственного Машиностроительного
Университета (МАМИ) А.П. Маринкин
Профессор кафедры «Гидравлика и гидропневмопривод»
Московского Государственного Машиностроительного
Университета (МАМИ) А.В. Лепешкин
Работа подготовлена на кафедре «Детали машин и пту»
Испытание клиноременной передачи: методические указания / В.К. Мартынов, И.Н. Семин, А.И. Зверев. – 1-е изд. – М. : Московский Государственный Машиностроительный Университет (МАМИ), 2012. – 22с.
В методических указаниях рассматривается оценка работы клиноременной передачи при различных методах натяжения.
В.К. Мартынов,
И.Н. Семин,
А.И. Зверев, 2012
Московский Государственный
Машиностроительный
Университет (МАМИ), 2012
Лабораторная работа №15.
Цель работы: оценка тяговой способности клиноременных передач различного конструктивного исполнения, сравнение теоретических и экспериментальных результатов.
1. Общие положения
Клиноременные передачи различают на передачи I типа (рис. 1а), II типа (рис. 1б) и передачи с натяжным роликом (рис. 1в) – III типа.
Рис. 1. Типы клиноременных передач.
Их
отличие состоит в том, что в передачах
I
типа конструктивно поддерживается
постоянной сумма натяжений ветвей или
межосевая сила
,
так что (векторно) в передачахI
типа
,
(1)
где
- натяжения соответственно ведущей и
ведомой ветвей передачи
под нагрузкой.
При
передаточном отношении
на холостом ходу (без нагрузки) -
,
(2)
где
и
- частоты вращения ведущего (ВЩ) и ведомого
(ВМ) шкивов на холостом ходу. На установке
расчетные диаметры соответственно ВЩ
и ВМ шкивов равны -
=
,
т.е. допустимо принять
.
(3)
В
результате
=1
и
,
(4)
где
- начальное натяжение ремня.
В
передачах II
типа выдерживается постоянным межосевое
расстояние
,
мм. Это приводит под нагрузкой к
автоматическому повышению межосевой
силы до величины
,
,
(5)
причем
,
(6)
где
- коэффициент возрастания межосевой
силы под нагрузкой.
В передачах III типа натяжной ролик может устанавливаться либо внутри контура передачи, либо вне его, воздействуя на ведомую ветвь [9].
В
нормативной документации (ГОСТ 1284.3-96)
при установлении начального натяжения
ремня не учитывается тип передачи (если
пренебречь действием малых центробежных
сил). В итоге, в передачах II
типа может иметь место существенная
перетяжка ремня. Проведенные теоретические
и экспериментальные исследования,
изложенные в [1]-[8], позволяют определить
предельные по буксованию возможности
передачи, когда
.
Объяснение причин происходящему
приводится в [10], а результаты представлены
на рис. 2, где
,
(7)
- условные начальные напряжения в ремне;
- площадь поперечного
сечения ремня,
.
Рис. 2. Предельные возможности передач IIтипа.
Для
установленного в испытуемой передаче
ремня профиля Z(О)
(ГОСТ 1284.1-89) -
=47
,
независимо от типа передачи для ремняIII
класса качества по ГОСТ 1284.3-96
=102
(при скорости
=4,48
,
частоте вращения
=950
,
номинальной мощности
=0,61
,
=1,
=
=90
и
=2,17
).
Предельный
по буксованию момент нагрузки
в передачеI
типа может быть реализован в передаче
II
типа при меньших
,
а именно: согласно теории –
,
(8)
где
- приведенный коэффициент трения;
- угол охвата ремнем
меньшего шкива.
При условии обеспечения равенства правых частей уравнения (8) для обеих типов передач имеем:
.
(9)
Индексы в (9) означают тип передачи.
В
установке 
=1;
=1,5
(рис. 2, 
=2,17
).
В итоге
.
С
учетом запаса на вытяжку ремня, возможные
погрешности в установке принимаем 
=160
.
На
рис. 3 приведены фрагменты экспериментальных
тяговых характеристик передач в
зависимости от момента нагрузки на
ведомом шкиве
.
Рис. 3. Тяговые характеристики клиноременных передач.
С целью наглядности выбран масштаб кривых с ограничением предельных значений. Мощность, реализуемая в передаче II типа,
достаточно близка к значению, регламентированному ГОСТ 1284.3-96.
В
расчете принят стандартный запас
сцепления
=1,5.
Для
сравнения тяговых возможностей передач
I
и II
типов на рис.3 приведены результаты
экспериментов над ними при равенстве
всех параметров передач кроме
конструктивного исполнения. Там же на
рис. 3 приведены тяговые возможности
передачи с натяжным роликом (рис. 1в) при
длине ремня Z(O)
=1000
,
диаметре шкивов
=
=90
,
диаметре ролика
=63
,
межцентровым расстоянием
=360
.
Ролик установлен над ведомой ветвью на
расстоянии 190
от оси ВЩ шкива, масса ролика 1,69
.
На рис. 3 показатели работы рассчитывались по следующим зависимостям:
относительное скольжение -
(10)
или
,
(11)
передаточное отношение в передаче под нагрузкой -
,
(12)
где
- соответственно частоты вращения ВЩ и
ВМ шкивов;
коэффициент полезного действия -
(13)
или
,
(14)
где
- крутящий момент на ВЩ шкиве.