32. Ременные передачи: классификация и основные геометрические параметры.

Ременная передача – механическая передача вращательного движения при помощи натянутого приводного ремня, перекинутого через шкивы, закрепленные на валах.

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов и надетого на них ремня. Основное назначение – передача механической энергии от двигателя исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения.

Ременные передачи по форме поперечного сечения ремня подразделяются на плоскоременные, клиноременные, круглоременные.

Условием работы ременных передач является натяжение ремня, которое можно осуществить следующими способами: 1) одевание ремня с натягом; 2) свободное одевание с последующими увеличением межосевого расстояния (используются натяжные устройства).

Достоинства ременных передач.

1) возможность передачи движения на значительные расстояния

2) возможность работы с высокими скоростями

3) плавность и малошумность работы

4) предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки

5) защита от перегрузки в результате проскальзывания ремня по шкиву

6) простота конструкции, отсутствие необходимости смазочной системы

7) возможность передачи движения под любым углом

8) малая стоимость

Недостатки ременных передач.

1) значительные габаритные размеры

2) значительные силы, действующие на валы и опоры

3) непостоянство передаточного отношения

4) малый срок службы ремней в быстроходных передачах

Критерии работоспособности ременных передач.

1) тяговая способность; характеризуется силами сцепления ремня со шкивом, определяется максимальным усилием F_t, при повышении которого начинается буксование. F_t = 2T/d.

2) долговечность ремня; ограничивается сопротивлением усталости при циклическом нагружении.

Геометрические параметры ременной передачи.

a – межосевое расстояние

β – угол между ветвями ремня

α – угол обхвата ремнем малого шкива

α = 180 -β

sin β/2 = (d₂-d₁)/2a

β~(d₂-d₁)/a (рад)

l – длина ремня, l = 2a+0,5π(d₂+d₁)+(d₂-d₁)²/4a

33. Кинематика ременной передачи.

Окружные скорости на шкивах (м/с):

V₁ = πd₁n₁/60 (ведущий шкив)

V₂ = πd₂n₂/60 (ведомый шкив)

Окружная скорость на ведомом шкиве V₂ меньше скорости на ведущем V₁ вследствие скольжения. Условие скольжения: V₂<V₁: V₂ = V₁(1-ε)

ε – коэффициент скольжения, έ = 0,01…0,02

Передаточное отношение:

U = ω₁/ω₂ = n₁/n₂ = d₂/(d₁(1-ε)) ~ d₂/d₁

34. Характеристика сил в ременной передаче.

При работающей передаче T₁ 0, ω₁ 0.

F_1,2 – силы натяжения, соответственно, в ведущей и в ведомой ветвях передачи.

Окружная сила на шкивах: F_t = 2T₁/d₁

F_t = F₁-F₂: окружная сила равна разности натяжений ветвей ремня.

Для нормальной работы необходимо обеспечить предварительное натяжение ремня F₀ = Aσ₀, где A – площадь поперечного сечения ремня плоскоременной передачи или площадь поперечного сечения всех ремней клиноременной передачи; σ₀ – нормальное напряжение от предварительного натяжения ремня. С ростом F₀ нагрузочная способность передачи увеличивается.

F₁ = F₀+F_t/2

F₂ = F₀-F_t/2

Передаваемая нагрузка F_t зависит от силы трения между ремнем и шкивом. Эту связь при максимальном значении F_t, исключающим пробуксовки, определяют по формуле Эйлера:

F₁/F₂ = e^fα

f – коэффициент трения

α – угол обхвата ремнем малого шкива

F₁ = F_t*e^fα/e^fα-1

F₂ = F_t*1/ e^fα-1

F₀ = (F_t/2)*[(e^fα+1)/(e^fα-1)]

Если F₀ < (F_t/2)*[(e^fα+1)/(e^fα-1)], то начнется пробуксовка.

Кроме отмеченных сил, в ременной передаче действует сила натяжения от действия центробежных сил. F = ρAV²

ρ – плотность материала ремня

А – площадь поперечного сечения ремня

V – линейная (окружная) скорость