Допускаемая удельная окружная сила

ЛЕКЦИЯ 13

Ременные передачи

Скольжение ремня

Два вида скольжения ремня по шкиву: упругое - неизбежное при нормальной работе передачи; буксирование - при перегрузке.

Когда ремень обегает ведущий шкив, его натяжение падает от Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru до Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru (рис. 18.6), ремень укорачивается и отстает от шкива - возникает упругое скольжение.

Когда ремень обегает ведомый шкив натяжения ремня возрастает от Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru до Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , он удлиняется и опережает шкив.

Упругое скольжение ремня происходит не на всей дуге обхвата, а лишь на ее части - дуге скольжения Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , которая всегда располагается со стороны сбегания ремня со шкива. Со стороны набегания ремня на шкив имеется дуга покоя Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , на который сила в ремне не меняется, оставаясь равной натяжению набегающей ветви.

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.12)

где a - дуга обхвата ремнем шкива.

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru

Рис. 18.6. Скольжение в ременной передаче

Упругое скольжение ремня неизбежно в ременной передаче, оно возникает в результате разности натяжений ведущей и ведомой ветвей.

По мере роста Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru уменьшается дуга покоя Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , следовательно уменьшается запас сил трения. При значительной перегрузке Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru и ремень скользит по всей поверхности касания с ведущим шкивом - буксует. Упругое скольжение ремня характеризуется коэффициентом скольжения e

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.13)

где Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru и Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - окружные скорости ведущего и ведомого шкивов. При нормальном режиме работы Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru .

Вследствие упругого скольжения Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru и передаточное отношение i ременной передачи имеет некоторое непостоянство

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . (18.14)

Напряжения в ремне

Вследствие того, что при работе ременной передачи усилия в ветвях различны, то и напряжения по длине ремня распределяются неравномерно (рис. 18.7).

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru

Рис. 18.7. Эпюра напряжений в ремне при работе передачи

В ремне возникают следующие напряжения.

1. Предварительное напряжение Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru

При холостом ходе каждая ветвь натянута с силой Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , и испытывает деформацию осевого растяжения-сжатия, тогда

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.15)

где A - площадь поперечного сечения ремня. Из условия долговечности рекомендуется:

· для плоских ремней Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru МПа;

· для клиновых ремней Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru МПа.

2. Полезное напряжение Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru (удельная окружная сила)

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru или Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.16)

где Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - напряжение ведущей ветви Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru ;

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - напряжение ведомой ветви Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru .

Величиной Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru оценивается тяговая способность ременной передачи.

3. Напряжение изгиба Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru .

Возникает в ремне при огибании им шкивов (рис. 18.8). Считая, что ремень испытывает деформацию чистого изгиба, используем закон Гука:

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.17)

где Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - относительное удлинение волокон в растянутой зоне при изгибе; Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - максимальное расстояние от нейтральной линии до крайнего волокна; Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - кривизна ремня по нейтральному слою.

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . (18.18)

Величиной d в знаменателе пренебрегаем по сравнению с D и получаем

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.19)

где E - модуль упругости ремня.

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru

Рис. 18.8. К изгибу ремня на шкиве

Из формулы следует, что на малом шкиве напряжение изгиба будет большим. Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru изменяется по отнулевому циклу и является главной причиной усталостного разрушения ремня.

Напряжение изгиба не влияет на тяговую способность ремня.

4. Напряжение от центробежных сил Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru :

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . (18.20)

Наибольшее суммарное напряжение Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru возникает в поперечном сечении ремня в месте его набегания на малый шкив. Оно сохраняется по всей дуге покоя.

Кривые скольжения

Тяговая способность ременной передачи обуславливается сцеплением ремня со шкивами.

Исследуя тяговую способность, строят графики - кривые скольжения и КПД (рис. 18.9); на базе этих графиков разработан метод расчета ременных передач.

По оси абсцисс графика откладывают нагрузку, выраженную через коэффициент тяги j

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru (18.21)

По оси ординат коэффициент скольжения - e и к.п.д. - h;

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru

Рис. 18.9. Кривые скольжения и к. п. д.

В зоне, где Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru наблюдается упругое скольжение. В этой зоне упругие деформации ремня подчиняются закону Гука.

При Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru .

При Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , работа передачи становится неустойчивой, появляется частичное буксирование, КПД падает, ремень быстро изнашивается.

При Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - наступает полное буксирование, ведомый шкив останавливается, Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . Т. е. коэффициент тяги j надо принимать близким или равным Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , которому соответствует Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru .

Значение Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru устанавливается экспериментально, для каждого типа ремня. Т. е. критерием рациональной работы ремня служит коэффициент тяги Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , величина которого определяет допускаемую окружную силу Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru :

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . (18.22)

Допускаемая удельная окружная сила

Допускаемая приведенная удельная окружная сила в ремне определяется по формуле:

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . (18.23)

Она зависит от типа ремня, его толщины, диаметра шкива Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , скорости ремня и предварительного напряжения Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru . Значение Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru получают в результате обработки многочисленных кривых скольжения.

Расчет ременной передачи ведут по допускаемой удельной окружной силе Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru :

Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru , (18.24)

где Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - коэффициент угла обхвата; Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - скоростной коэффициент; Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - коэффициент нагрузки и режима работы; Допускаемая удельная окружная сила - student2.ru - коэффициент, учитывающий вид передачи и ее расположение.

Виды разрушения ремня

Усталостное разрушение

При изгибе ремня возникает внутреннее трение между слоями ремня, которое при циклическом изменении приводит к усталостному разрушению.

Перегрев ремня

Температура возникает в результате упругого скольжения и внутреннего трения. Перегрев отрицательно влияет на физико-механические свойства ремня и срок его службы.

Износ ремня

Возникает вследствие упругого скольжения и частичного буксирования.

Наши рекомендации