Смекни!
smekni.com

Сопротивление материалов Теория механизмов и машин (стр. 12 из 16)

8. По формуле (1) определяют силы в зацеплении.

9. Вычисляют

, назначают степень точности и уточняют
и допускаемые напряжения.

10. Проверяют по контактным напряжениям по формуле (3).

11. Проверяют по изгибным напряжениям по формуле (6).


ТЕМА 12. Расчет ременных и цепных передач. Ременные передачи

12.1 Общие сведения

Показать конструкцию с плаката. Ременная передача состоит из двух шкивов и ремня, обхватывающего их. Вращающий момент передается за счет сил трения между шкивами и ремнем. Для этого ремни устанавливаются с предварительным натяжением в зависимости от формы поперечного сечения ремня, различают плоскоременную, клиноременную и круглоременную передачу (рис.1).

Рисунок 1. Сечения ремней

У клиновых ремней Ө=400. Они изготавливаются семи типоразмеров по ГОСТу: 0,А,Б,В,Г,Д,Е.

По способу натяжения ремней эти передачи делятся на (конструкции с плаката):

- с предварительным напряжением при монтаже;

- с натяжными роликами;

- с перемещением опоры (шкива).

Преимущества перед зубчатой передачей:

1. возможность передачи движения на большие расстояния;

2. плавность и бесшумность работы;

3. способность предохранять трансмиссию от перегрузок за счет скольжения ремня;

4. простота устройства и ухода, малая стоимость.

Недостатки:

- непостоянство передаточного отношения;

- меньший КПД (0.92¸0.96);

- большие габариты;

- большое давление на оси.

Основными геометрическими параметрами передачи кроме размеров сечения являются (рис. 2):

- диаметры ведущего и ведомого шкивов

- межцентровое расстояние

:

для плоских ремней

для клиновых ремней

- углы охвата шкивов

- длина ремня

Пренебрегая упругим скольжением можно записать:

Рисунок 2

Материалы ремней должны иметь большой коэффициент трения со шкивом, обладать высокой статической и усталостной прочностью и хорошими упругими свойствами. Ремни изготавливаются из следующих материалов: кожаные, прорезиненные, хлопчатобумажные, шерстяные, полиамидные и из других синтетических материалов.

12.2 Усилия и напряжения в ремне

В ремне возникают следующие силы натяжения:

-усилие первоначального напряжения,
-усилия в ведущей и ведомой ветви. При холостом ходе
и окружное усилие
В работающем ремне:

то есть

В любой момент времени:

,

следовательно

. (4)

В работающем ремне возникают следующие напряжения (с плаката показать эпюры распределения напряжений в ремне):

1. от сил натяжения

(5)

где А - площадь сечения ремня; k-полезное напряжение;

2. от центробежных сил инерции

(6)

где

- скорость ремня; q,
-погонный вес и плотность материала ремня;

3. от изгиба ремня на ободе шкива

. (7)

Максимальные напряжения возникают на ведущем шкиве. Условие прочности

. (8)

Это условие носит поверхностный характер, так как критерием работоспособности ременной передачи является условие не проскальзывания ремня.

12.3.Расчет по кривым скольжения (тяговый расчет)

Кривые скольжения строятся в координатах коэффициент скольжения

(9)

и коэффициент тяги

(10)

Упругое скольжение Частичное буксование


Рисунок 3. Кривая скольжения

Для различных ремней кривые скольжения строятся экспериментально. При постоянном

постепенно увеличивают полезное усилие
(тормозной момент), замеряют
и
определяют
и j по формулам (9) и (10). Эксперименты проводят при спокойном режиме работы
МПа, v=10 м/с,
=
.

Кривая скольжения состоит из участка упругого скольжения (прямая 0-j

) и участка частичного буксования (
). На этом же графике показано изменение КПД, который достигает максимума при
. Характер кривых скольжения не зависит от материалов и размеров ремней, размеров передач и прочих факторов. Поэтому с помощью кривых скольжения устанавливают нормы тяговой способности ременных передач

или
(11)

Обычно для различных материалов

Численные значения тяговой способности сильно зависят от материала ремней и параметра
Экспериментально установлено

, (12)

где a, b – коэффициенты, зависящие от материала ремня. Они приводятся в справочниках.

Для плоских ремней установлены значения

:
- кожаные и прорезиненные; 1/50- хлопчатобумажные; 1/30 - шерстяные.

Для условий отличных от экспериментальных вводят понятие допускаемых полезных напряжений

(13)

где

- коэффициент, учитывающий влияние угла охвата;

- коэффициент, учитывающий влияние линейной скорости;

- коэффициент, учитывающий влияние способа натяжения ремня;

- коэффициент режима (динамичности) нагрузки.

Все эти коэффициенты приводятся в справочниках.

По тяговой способности далее определяют необходимую площадь ремня

(14)

12.4. Силы действующие на вал

Они необходимы для расчета валов.

Из

чертежа по теореме косинусов следует

. (15)

Учитывая, что

получаем

12.5 Проектный расчет плоско-ременной передачи