|
|
|
содержание .. 8 9 10 11 ..
7 9
7 8
Глава 13. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О РЕМЕННЫХ
ПЕРЕДАЧАХ
13.1.
Общие сведения
Ременную
передачу
относят
к
передачам
трени
-
ем
с
гибкой
связью
.
Она
состоит
из
ведущего
и
ведомого
шкивов
и
ремня
,
надетого
на
шкивы
предварительным
на
-
тяжением
(
рис
.
1
3.
1
).
Нагрузку
передают
силы
трения
,
воз
-
никающие
между
шкивами
и
ремнем
.
В
зависимости
от
формы
поперечного
сечения
ремня
пе
-
редачи
бывают
:
плоским
ремнем
(
рис
.
1
3.
1
,
а
),
клиновым
ремнем
(
рис
.
1
3.
1
,
б
),
круглым
ремнем
(
рис
.
1
3.
1
,
в
),
поликли
-
новым
ремнем
(
рис
.
1
3.
1
,
г
).
Наибольшее
применение
в
маши
-
ностроении
имеют
клиновые
и
поликлиновые
ремни
.
Пере
-
дачу
круглым
ремнем
применяют
в
приводах
малой
мощно
-
сти
(
настольные
станки
,
приборы
).
Разновидностью
ременной
передачи
является
передача
зубчатым
ремнем
;
передающая
нагрузку
путем
зацепления
ремня
со
шкивами
.
Достоинства
ременных
передач
.
1
.
Простота
конструк
-
ции
.
2.
Возможность
передачи
движения
на
значительные
рас
-
стояния
(
до
1
5
м
).
3.
Возможность
работы
с
высокими
часто
-
тами
вращения
.
4.
Плавность
и
бесшумность
работы
.
5.
Смягчение
вибраций
и
толчков
.
6.
Предохранение
меха
-
низмов
от
перегрузок
за
счет
возможности
проскальзывания
ремня
(
к
передачам
зубчатым
ремнем
это
свойство
не
отно
-
сится
).
Недостатки
.
1
.
Большие
радиальные
размеры
.
2.
Малая
долговечность
ремня
.
3.
Большие
нагрузки
на
валы
и
под
-
шипники
.
4.
Непостоянство
передаточного
число
.
Применение
.
Ременные
передачи
применяют
в
большин
-
стве
случаев
для
передачи
движения
от
электродвигателя
,
когда
по
конструктивным
соображениям
межосевое
рассто
-
яние
а
должно
быть
достаточно
большим
,
а
передаточное
число
и
может
быть
не
строго
постоянным
(
приводы
стан
-
ков
,
конвейеров
,
дорожных
и
строительных
машин
и
др
.).
Передачи
зубчатым
ремнем
можно
применять
и
в
приводах
,
требующих
постоянного
значения
и
.
Мощность
,
передаваемая
ременной
передачей
,
обычно
до
50
кВт
,
хотя
может
достигать
2000
кВт
и
больше
.
Скорость
ремня
v
= 5...50
м
/
с
,
а
в
высокоскоростных
передачах
до
1
00
м
/
с
и
выше
.
Ограничение
мощности
и
скорости
вызвано
большими
га
-
баритами
передачи
,
ухудшением
условий
работы
ремня
,
малыми
значениями
долговечности
и
КПД
.
13.2.
Основные
геометрические
соотношения ременных передач
1
.
Межосевое
расстояние
а
ременной
передачи
(
рис
.
1
3.2)
определяет
в
основном
конструкция
привода
машины
.
Рекомендуют
:
для
передач
плоским
ремнем
)
d
1
,5(d
a
1
2
+
≥
;
(
1
3.
1
)
для
передач
клиновым
и
поликлиновым
ремнем
h
)
d
0,55(d
a
1
2
+
+
≥
,
(
1
3.2)
где
d
1
и
d
2
—
диаметры
шкивов
;
h
—
высота
сечения
ремня
.
Рис
.
1
3.
1
.
Схема
ременной
передачи
а
)
б
)
в
)
г
)
8
1
8 0
передачи
каждая
ветвь
ремня
натянута
одинако
-
во
с
силой
F
0
(
рис
.
1
3.3,
а
).
При
приложении
рабо
-
чего
вращающего
момен
-
та
T
1
происходит
пере
-
распределение
сил
натя
-
жения
в
ветвях
ремня
:
ведущая
ветвь
дополни
-
тельно
натягивается
до
силы
F
1
,
а
натяжение
ведомой
ветви
уменьшается
до
F
2
(
рис
.
1
3.3,
б
).
Из
условия
равновесия
моментов
внешних
сил
относительно
оси
вращения
–
T
1
+ F
1
d
1
/2 – F
2
d
1
/2=0
или
F
1
– F
2
= F
t
,
(
1
3.6)
где
F
t
= 2
.
1
0
3
T
1
/d
1
—
окружная
сила
на
шкиве
, H.
Здесь
Т
1
—
Н
.
м
;
d
1
—
мм
.
Общая
геометрическая
длина
ремня
не
зависит
от
на
-
грузки
и
во
время
работы
передачи
остается
неизменной
.
Дополнительное
удлинение
ведущей
ветви
компенсируется
равным
сокращением
и
ветви
.
Следовательно
,
насколько
возрастает
сила
натяжения
ведущей
ветви
ремня
,
настолько
же
снижается
сила
натяжения
ведомой
ветви
,
т
.
е
.
F
1
= F
0
+
∆
F
и
F
2
= F
0
–
∆
F ,
или
F
1
+ F
2
= 2
F
0
.
(
1
3.7)
Решая
совместно
уравнения
(
1
3.6)
и
(
1
3.7),
получаем
F
1
= F
0
+ F
t
/ 2;
F
2
= F
0
– F
t
/
2.
(
1
3.8)
При
обегании
ремнем
шкивов
в
ремне
возникает
центро
-
бежная
сила
,
Н
:
,
2
ν
ρ
=
ν
A
F
(
1
3.9)
Рис
.
1
3.2.
Геометрические
параметры
ременной
передачи
γ
Рис
.
1
3.3.
Силы
в
ветвях
ремня
а
)
б
)
2.
Расчетная
длина
ремня
L
Р
равна
сумме
длин
прямоли
-
нейных
участков
и
дуг
обхвата
шкивов
/a
)
d
0,25(d
)
d
(d
0,5
2a
L
2
1
2
1
2
p
−
+
+
π
+
=
.
(
1
3.3)
По
найденному
значению
из
стандартного
ряда
выбирают
ближайшую
б
ó
льшую
расчетную
длину
ремня
L
p
.
При
соеди
-
нении
концов
длину
ремня
увеличивают
на
30...200
мм
.
3.
Межосевое
расстояние
при
окончательно
установлен
-
ной
длине
ремня
L
p
(
)
(
)
[
]
(
)
{
}
2
1
2
2
1
2
p
1
2
p
d
d
8
d
d
2L
d
d
2L
8
1
a
−
−
+
π
−
+
+
π
−
=
(
1
3.4)
4.
Угол
обхвата
ремнем
малого
шкива
.
)/a
d
(d
57
1
80
1
2
0
0
1
−
−
=
α
(
1
3.5)
Для
передачи
ремнем
рекомендуют
0
1
1
50
≥
α
,
клиновым
или
поликлиновым
—
0
1
11
0
≥
α
.
13.3.
Силы
в
передаче
Для
создания
трения
между
ремнем
и
шкивом
ремню
после
установки
на
шкив
создают
предварительное
натяжение
силой
F
0
.
Чем
больше
F
0
,
тем
выше
тяговая
спо
-
собность
передачи
.
В
состоянии
покоя
или
холостого
хода
8 3
8 2
где
А
—
площадь
сечения
ремня
,
м
2
;
ρ
—
плотность
материала
ремня
,
г
/
м
3
,
v
—
скорость
ремня
,
м
/
с
.
Сила
F
v
,
отбрасывая
ремень
от
шкива
,
уменьшает
силу
предварительного
натяжения
F
0
,
понижая
тем
самым
силы
трения
и
нагрузочную
способность
передачи
.
Таким
образом
,
силы
на
-
тяжения
ведущей
и
ведомой
ветвей
ремня
:
при
работе
передачи
F
1
+ F
v
и
F
2
+ F
v
,
соответственно
,
а
для
холо
-
стого
хода
F
0
+ F
v
.
Нагрузка
на
валы
и
под
-
шипники
.
Силы
натяжения
ветвей
ремня
нагружают
валы
и
подшипники
.
Из
тре
-
угольника
Оав
(
рис
.
1
3.4)
равнодействующая
сила
/2)
sin(
2F
F
1
0
n
α
=
,
(
1
3.
1
0)
где
α
1
—
угол
обхвата
.
Направление
силы
F
n
принимают
линии
центров
шкивов
передачи
.
Обычно
F
n
в
2...3
раза
больше
окружной
силы
F
t
,
что
является
серьезным
недостатком
ременных
передач
.
13.4.
Скольжение ремня по шкивам.
Передаточное число
Скольжение
ремня
по
шкивам
.
В
ременной
пере
-
даче
разделяют
два
вида
скольжения
ремня
:
а
)
упругое
—
неизбежное
при
нормальной
работе
переда
-
чи
и
происходящее
на
части
дуги
обхвата
;
б
)
буксование
—
при
полной
потере
ремнем
сцепления
со
шкивом
и
происходящее
на
всей
дуге
обхвата
(
возникает
при
перегрузке
).
В
процессе
обегания
ремнем
ведущего
шкива
сила
натя
-
жения
его
уменьшается
от
F
1
до
F
2
(
рис
.
1
3.5).
А
так
как
деформация
ремня
пропорциональна
силе
натяжения
,
то
ремень
под
действием
силы
упругости
укорачивается
,
пре
-
одолевая
сопротивление
силы
трения
.
При
этом
ремень
от
-
стает
от
шкива
—
возникает
упругое
скольжение
.
На
ведо
-
мом
шкиве
также
происходит
скольжение
,
но
здесь
сила
натяжения
возрастает
от
F
2
до
F
1
,
ремень
удлиняется
и
опе
-
режает
шкив
.
Упругое
скольжение
происходит
не
на
всей
дуге
обхвата
,
а
лишь
на
части
ее
—
дуге
скольжения
α
c
,
которая
всегда
расположена
со
стороны
сбегания
ремня
со
шкива
.
Длину
дуги
скольжения
определяет
условие
равнове
-
сия
сил
трения
на
этой
дуге
и
окружной
силы
:
F
t
= F
1
– F
2
.
Со
стороны
набегания
ремня
на
шкив
имеется
дуга
покоя
α
n
,
на
которой
сила
в
ремне
не
меняется
,
оставаясь
равной
силе
натяжения
набегающей
ветви
,
а
сам
ремень
движется
вместе
со
шкивом
без
скольжения
.
Сумма
дуг
α
c
и
α
n
равна
дуге
обхвата
α
.
Скорости
прямолинейных
ветвей
V
1
и
V
2
равны
окруж
-
ным
скоростям
шкивов
,
на
которые
они
набегают
.
Потерю
скорости
V
1
– V
2
определяет
скольжение
на
ведущем
шкиве
,
где
направление
скольжения
не
совпадает
с
направлением
движения
шкива
(
см
.
мелкие
стрелки
на
дуге
α
c
1
рис
.
1
3.5).
Таким
образом
,
упругое
скольжение
ремня
неизбежно
в
ременной
передаче
,
оно
возникает
в
результате
разности
сил
F
1
и
F
2
нагружающих
ведущую
и
ведомую
ветви
ремня
.
Упругое
скольжение
приводит
к
снижению
скорости
,
следо
-
F
0
α
1
F
n
F
0
Рис
.
1
3.4.
К
определению
нагрузки
на
валы
ременной
передачи
Рис
.
1
3.5.
Скольжение
в
ременной
передаче
8 5
8 4
вательно
,
к
потере
части
мощности
,
а
также
вызывает
электризацию
,
нагревание
и
изнашивание
ремня
,
сокращая
его
долговечность
.
По
мере
роста
окружной
силы
F
t
уменьшается
дуга
по
-
коя
α
n
1
,
следовательно
,
уменьшается
и
запас
сил
трения
.
При
значительной
перегрузке
дуга
скольжения
α
с
достигает
значения
дуги
обхвата
α
1
и
ремень
скользит
по
всей
повер
-
хности
касания
с
ведущим
шкивом
,
т
.
е
.
буксует
.
При
буксо
-
вании
ремня
на
ведущем
шкиве
ведомый
шкив
останавли
-
вается
—
передача
неработоспособна
.
Упругое
скольжение
ремня
характеризуют
коэффициен
-
том
скольжения
ξ
,
который
представляет
относительную
потерю
скорости
на
шкивах
:
ξ
= (
v
1
– v
2
)/
v
1
v
2
= v
1
(
1
–
ξ
) ,
или
(
1
3.
11
)
где
v
1
и
v
2
—
окружные
скорости
ведущего
и
ведомого
шкивов
.
При
нормальном
режиме
работы
обычно
ξ
= 0,0
1
...0,02.
Передаточное
число
.
Окружные
скорости
шкивов
пере
-
дачи
(
см
.
рис
.
1
3.
1
)
v
1
=
π
d
1
n
1
/60000;
v
2
=
π
d
2
n
2
/60000,
где
n
1
и
п
2
—
частоты
вращения
ведущего
и
ведомого
шкивов
,
мин
–
1
;
d
1
и
d
2
—
диаметры
этих
шкивов
,
мм
.
Используя
приведенные
для
окружных
скоростей
зависи
-
мости
с
учетом
формулы
(
1
3.
11
),
получим
передаточное
число
ременной
передачи
(
)
[
]
)
(
1
d
/
d
d
v
/
d
v
/n
n
u
1
2
1
2
2
1
2
1
ξ
−
=
=
=
.
(
1
3.
1
2)
Упругое
скольжение
,
зависящее
от
значения
окружной
силы
F
t
,
является
причиной
некоторого
непостоянства
пере
-
даточного
числа
ременных
передач
.
Рекомендуют
для
передач
плоским
ремнем
и
≤
5,
клино
-
вым
и
≤
7,
поликлиновым
и
≤
8,
зубчатым
и
≤
1
2.
13.5.
Напряжения в ремне
При
работе
ременной
передачи
напряжения
по
длине
ремня
распределены
неравномерно
(
рис
.
1
3.6).
Разли
-
чают
следующие
виды
напряжений
в
ремне
:
1
.
Напряжение
σ
0
от
силы
предварительного
натяжения
.
В
состоянии
покоя
или
при
холостом
ходе
(
без
передачи
нагруз
-
ки
)
каждая
ветвь
ремня
натянута
силой
F
0
,
следовательно
,
A
F
/
0
0
=
σ
,
(
1
3.
1
3)
где
А
—
площадь
поперечного
сечения
ремня
.
2.
Полезное
напряжение
σ
t.
Отношение
окружной
силы
в
передаче
(
полезной
нагрузки
)
F
t
к
площади
поперечного
се
-
чения
А
называют
полезным
напряжением
σ
t
:
σ
t
=
F
t
/ A .
(
1
3.
1
4)
Так
как
F
t
= F
1
– F
2
[
см
.
формулу
1
3.6)],
то
полезное
напряжение
является
разностью
напряжений
в
ведущей
σ
1
и
ведомой
σ
2
ветвях
ремня
при
рабочем
ходе
на
малой
скоро
-
сти
(
пока
не
сказывается
влияние
центробежных
сил
),
т
.
е
.
σ
t
=
σ
1
–
σ
2
.
Напряжения
в
ведущей
σ
1
и
ведомой
σ
2
ветвях
от
сил
F
1
и
F
2
:
σ
1
= F
1
/A = F
0
/A +
0,5
F
t
/A =
σ
0
+
σ
t
/
2;
σ
min
σ
2
Рис
.
1
3.6.
Эпюра
напряжений
в
ремне
при
работе
передачи
содержание .. 8 9 10 11 ..
|
|
|