Материал: Техническая механика. учебное пособие. Жилин Р.А., Жулай В.А
где E – приведенный модуль упругости ремня при изгибе. Наибольшие напряжения max возникают в ведущей
ветви на шкиве меньшего диаметра:
max 0 y c u .
2
7.2.2. Относительное скольжение ремня
Сила натяжение S1 ведущей ветви ремня, сбегающей с ведомого шкива во время работы передачи, больше силы натяжения S2 ведомой ветви, набегающей на ведомый шкив (рис. 7.7).
Рис. 7.7. Скольжение в ременной передаче [12]
На ведущем шкиве сила натяжения постепенно уменьшается, а на ведомом – увеличивается. Деформация приблизительно пропорциональна силе натяжения. На ведущем шкиве ремень укорачивается и проскальзывает по шкиву, а на ведомом удлиняется, что также приводит к проскальзыванию. Таким образом, при работе ременной передачи происходит упругое скольжение ремня на шкивах.
С учетом упругого скольжения окружные скорости ведущего и ведомого шкивов определяются соотношением
86
V2 V1 V1S V1 1 ,
где – коэффициент скольжения ремня, n2 n'2 
n2 ; n2 –
частота вращения на холостом ходу; n2 – частота вращения под нагрузкой.
Если пренебречь влиянием веса, то на ременную передачу в состоянии покоя действует сила предварительного напряжения S0. На обеих ветвях усилие S0 одинаково.
Величина начального натяжения может быть определена по формуле
P ef 1 S0 2 ef 1 ,
где e – основание натурального логарифма; f – коэффициент трения; α – угол обхвата на малом шкиве.
Значения ef находятся из соответствующих таблиц. Кроме того, зная 0 1,8 МПа, можно также определить S0.
S0 0F 0bh .
При холостом ходе и малой скорости передачи усилия на обеих ветвях одинаковы и соответствуют предварительному натяжению:
S1 S2 S0 .
Чтобы передать окружное усилие Р, натяжение ветвей
должно быть различно на величину Р: |
|
S1 S2 P . |
(7.1) |
Увеличение натяжения одной ветви приводит к соответствующему уменьшению натяжения другой, в то время как сумма натяжений сохраняется примерно постоянной:
S1 S2 2S0 . |
(7.2) |
Из совместного решения уравнений (7.1) и (7.2) найдем:
P S1 S0 2 ;
P S2 S0 2 .
87
Усилие предварительного натяжения (S0) во время работы передачи рассматривается как среднее натяжение ветвей ремня, т.е.
S0 S1 S2 . 2
Непосредственную связь между натяжением ветвей ремня можно также выразить аналитической зависимостью, установленной Л.Эйлером в 1775 г.
S1 |
ef m, |
(7.3) |
|
S2 |
|||
|
|
где e – основание натурального логарифма (e= 2,7182818284).
Формула Эйлера выведена для гибкой нерастяжимой и невесомой нити, скользящей по неподвижному цилиндру. Реальная ременная передача отличается от условий, принятых Эйлером. Поэтому формула 7.3 дает лишь приближенную зависимость, и степень приближения зависит от достоверности значений коэффициента трения f, под которым понимается приведенный коэффициент трения по всей дуге обхвата (средние значения f находят из таблиц).
Для определения полных усилий S1 и S2 надо учесть центробежное воздействие C, вызывающее в ветвях ремня дополнительно растягивающую силу.
C FV2 , |
(7.4) |
где – плотность материала ремня; V – скорость ремня, м/с; F – площадь поперечного сечения ремня.
Таким образом, натяжение в ветвях при работе передачи будет равно S1 + C; S2 + C и при холостом ходе S0 + C.
88
8.ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ
8.1.Общие вопросы
Работа цепных передач, также как и зубчатых, основана на принципе зацепления, но, подобно ременной, с использованием промежуточной гибкой связи (цепи). Цепь охватывает звездочки и передает вращение от ведущего вала к ведомому. Это позволяет осуществлять передачу энергии с постоянным значением среднего передаточного числа, без проскальзывания при значительных межосевых расстояниях (6…8 м).
Цепные передачи можно использовать для одновременного привода нескольких параллельных валов со звездочками.
Наиболее широкое применение цепные передачи нашли в легких транспортных машинах (велосипеды, мотоциклы), в машинах непрерывного транспорта (конвейеры) в техническом машиностроении, в горном оборудовании и подъемно- транспортныхустройствах.Втулочно-роликовыецепи(рис.8.1,а) применяются при скоростях цепи не выше 15-18 м/с. Для более высоких скоростей (до 30 м/с) следует применять бесшумные зубчатые цепи (рис. 8.1, б).
Рис. 8.1. Цепная передача:
а) роликовой цепью; б) зубчатой цепью [21]
Передачи выполняют горизонтальными, наклонными (до 45°) и реже вертикальными (требуется систематическое регулирование межосевого расстояния). Чаще всего цепные пере-
89
дачи используются при скоростях цепи V ≤ 10 м/с в приводах малой и средней мощности (до 100 кВт).
Наибольшее провисание ведомой ветви составляет f = 0,02 аW (наклон до 45°) и f = (0,015 …0,01) аW при наклоне > 45°. Для натяжение и регулирования провисания применяют подвижные опоры звездочек или гладкие натяжные ролики.
Для повышения износостойкости и долговечности цепной передачи и уменьшения потерь на трение необходима хорошая смазка – и в первую очередь шарниров цепи.
8.2. Классификация цепных передач
По характеру работы – грузовые, тяговые, приводные. По типу цепей – роликовые, втулочные, зубчатые.
По количеству цепей, передающих нагрузку – однород-
ные и многорядные.
По характеру изменения частоты вращения ведомого вала – понижающие и повышающие.
По количеству ведомых звездочек – нормальные (одна ве-
домаязвездочка) и специальные(несколько ведомыхзвездочек).
8.3. Достоинства и недостатки цепных передач
Достоинства цепных передач:
1)возможность применения при значительном (до 5 м) межосевом расстоянии;
2)меньшие, чем у ременных передач габариты;
3)отсутствие скольжения и высокий КПД;
4)малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом предварительном натяжении цепи;
5)возможность простой и легкой замены цепи;
6)возможностьпередачи движениянесколькимзвездочкам. Недостатки цепных передач:
1)значительный шум из-за удара звена цепи при входе в
зацепление, особенно при малом числе зубьев звездочек и большом шаге;
90