Принцип дії і класифікація

Схема пасової передачі зображена на рисунку 3.16.

Передача складається з двох шківів, закріплених на валах, і паса, що охоплює шківи. Навантаження передається силами тертя, що виникають між шківами і пасом унаслідок натягу останнього.

У залежності від форми поперечного переріза паса розрізняють передачі:

- плоскопасову;

- клинопасову;

- круглопасову.

Переваги:

- можливість передачі руху на значні відстані (до 15 м і більше);

- плавність і безшумність роботи;

- захист механізмів від коливань навантаження внаслідок пружності ременя;

- захист механізмів від перевантаження за рахунок можливого прослизання паса;

- простота конструкції й експлуатації (передача не вимагає змащення).

Недоліки:

- підвищені габарити (при рівних умовах діаметри шківів у 5 разів більше діаметрів зубчастих коліс);

- мінливість передатного відношення через прослизання паса;

- підвищене навантаження на вали та їхні опори, повۥязане з великим попереднім натягом паса (у 2-3 рази більше ніж у зубчастих передач);

- низька довговічність пасів (1000-5000 год.).

Пасові передачі застосовують переважно в тих випадках, коли за умовами конструкції вали розташовані на значних відстанях. Передача передає потужність до 50 кВт. У комбінації з зубчастою передачею пасову передачу встановлюють на швидкохідну ступінь, як менш навантажену.

У сучасному машинобудуванні найбільше поширення мають клинові паси. Застосування плоских пасів старої конструкції скоротилося. Плоскі паси нової конструкції (клепкові з пластмас) одержують поширення у високошвидкісних передачах. Круглі паси застосовуються тільки для малих потужностей: у приладах, побутових машинах і т.п.

Основи розрахунку пасових передач

Критерії працездатності та їхнього розрахунку:

1) тягова спроможність, обумовлена силою тертя між пасом і шківом;

2) довговічність ременя, що обмежується руйнуванням паса від утоми.

Кінематичні параметри

Колові швидкості на шківах

. (3.52)

У разі відсутності пристрою автоматичного натягу пас витягується, виникає прослизання. З урахуванням пружного ковзання :

, (3.53)

де e – коефіцієнт ковзання, e = 0,01..0,2.

Дослідження М.Є. Жуковського показали, що в пасових передачах два види ковзання паса по шківу:

- пружне ковзання (при будь-якому навантаженні) ;

- буксування (при перевантаженнях).

Передатне відношення

. (3.54)

Геометричні параметри пасової передачі

Геометричні параметри пасової передачі показані на рисунку 3.17.

,

,

оскільки b < 15⁰, то , де b у радіанах, тоді

.

Сили в зачепленні

У пасовій передачі діють (рисунок 3.16):

F₁ – сила натягу робочої гілки;

F₂ – сила натягу холостої гілки;

F_t – колова сила;

F₀ – сила попереднього натягу;

Fv – відцентрова сила;

Fu – сила від згину паса.

Щоб створити зачеплення тертям, пас попередньо натягають (створюють силу F₀).

Формула Ейлера для пасових передач

, (3.55)

де f – коефіцієнт тертя між ременем і шківом.

Якщо F₀ < F_{0 min} , починається буксування.

Унаслідок руху по колу шківа виникають відцентрові прискорення і як наслідок – відцентрові сили Fv, що відтягають пас від шківів. Впливають при V > 20 м/с

, (3.56)

де q – маса 1 пог. м паса.

Сила від згину паса Fu враховується при розрахунку напружень у пасі, виникає в точці набігання його на шків, де виникають найбільші напруження.

, (3.57)

де d – товщина ременя.

Напруження в пасі

Найбільші напруження створюються у ведучій гілці:

, (3.58)

де s₁ – напруження від натягу ведучої гілки,

, (3.59)

де s_t – корисне напруження,

;

s₀ – напруження від попереднього натягу, s₀ = 1,2..1,8 МПа, для клинопасових s₀ ≤ 1,5 МПа;

s_v – напруження від відцентрової сили

; (3.60)

s_u – напруження згину (у частині паса, яка обгинає шків),

, (3.61)

де e – відносне подовження;

Е – модуль пружності;

d –товщина паса.

Сумарне максимальне напруження у ведучій гілці в місці набігання паса на шків

. (3.62)

Епюра напружень по довжині паса зображена на рисунку 3.18.

Допустиме напруження

, (3.63)

де а = 2,0..3,0 МПа;

w = 9...17 МПа.

Довговічність паса

Тягова спроможність передачі характеризується значенням максимально допустимої колової сили F_t чи корисного напруження s_t . Допустиме за умови відсутності буксування напруження s_t збільшується зі збільшенням напруження попереднього натягу s₀, однак на практиці це призводить до зниження довговічності паса.

Вплив напруження від відцентрових сил s_v для найбільш розповсюджених на практиці середньошвидкісних (V< 20 м/с) та тихохідних (V< 10 м/с) передач незначний.

Збільшення s_и не сприяє підвищенню тягової спроможністі передачі, більш того, s_и, періодично змінюється, що є головною причиною руйнування пасів від втоми. Тому на практиці обмежуються мінімально допустимими значеннями відношення .

Довговічність паса залежить також від характеру та частоти циклу зміни напружень.

Частота циклу напружень дорівнює частоті пробігів паса

, (3.64)

де V – колова швидкість;

l – довжина паса.

Чим більше U, тим менша довговічність, тому введені обмеження:

– для плоских пасів ;

– для клинових .

Зниження довговічності при збільшенні частоти пробігів пов’язане не тільки з втомою, але й з термостійкістю паса. У результаті гістерезисних втрат при деформації пас нагрівається тим більше, чим більша частота пробігів. Перегрів паса призводить до зниження міцності.

Практика експлуатації установлює, що при дотриманні рекомендацій по вибору основних параметрів передачі середня довговічність пасів становить 2000...3000 годин.