При этом передаточное отношение

.

При нормальных рабочих нагрузках , поэтому приближенно можно считать i = D₂/D1, для плоскоременных передач i ≤ 5. для клиноременных – i ≤ 7.

3.9.4 Силы и напряжения в ременной передаче.

Для создания трения между ремнем и шкивом ремень надевают с предварительным натяжением F_o. В состоянии покоя каждая ветвь ремня натянута одинаково с силой F_o (Рисунок 85. а).

При передаче момента Т, происходит перераспределение натяжений в ветвях ремня: натяжение ведущей ветви увеличивается до

, а ведомой уменьшается до ,

где - окружная сила на шкиве, Нм (Рисунок 85 б).

Рис 85.

При обегании ремнем шкивов в ремне возникает центробежная сила

,

где ρ - плотность ремня (ρ = 1,310⁴ Н/м³ - для прорезиненного ремня); - площадь поперечного сечения ремня, мм2. Сила F_v отбрасывает ремень от шкива, уменьшает полезное действие предварительного натяжения F_o и нагрузочную способность передачи, особенно при больших скоростях V > 25 м/с.

Давление на валы в ременной передаче определяют из того, что сумма натяжений обеих ветвей ремня в ненагруженной и работающей передаче не меняется, провисание ремня существенно не нагружает валы, натяжение от центробежных сил взаимно уравновешивается в ремне.

- направление этой силы принимают по линии, соединяющей центры шкивов.

При работе ременной передачи напряжения подлине ремня распределяются неравномерно. Различают следующие виды напряжений и ремне:

1) Предварительное напряжение от сил , ;

2) Рабочие напряжения в ведущей σ₁ и ведомой σ₂, ветвях ремня будут

,

.

3) Полезное напряжение ар или удельная окружная сила - по этой величине оценивается тяговая способность ременной передачи.

4) Напряжение от центробежных сил .

5) Напряжение изгиба возникает в ремне при огибании шкивов , где Е = 80 Н/мм² - приведенный модуль упругости при изгибе для прорезиненных плоских ремней; 200...300 Н/мм2 - для прорезиненных клиновых ремней.

Наибольшее напряжение изгиба в ремне возникает на малом шкиве D₁. Также наибольшее суммарное напряжение σ_max возникает в ведущей ветви в месте набегания ремня на малый шкив:

3.9.5 Расчет клиноременной передачи.

Расчет клиноременной передачи заключается в выборе ремня стандартного профиля и длины, определении числа ремней, нагрузок и напряжений в ременной передаче по заданной передаваемой мощности и частоте вращения ведущего вала.

Для передаваемых мощностей до 2 кВт применяют сечение ремней Z(0), для мощностей от 2 до 200 кВт сечение ремней выбирают по номограмме ГОСТ 1284.3-96. Для выбранного сечения ремня по справочным таблицам принимают минимальное значение диаметра ведущего шкива D_lmin (например, D_lmin =125 мм). Однако, для обеспечения большей долговечности ремня рекомендуется брать шкив на 1 ...2 номера больше (например, принимаем D₁= 160 мм).

Находят диаметр ведомого шкива и принимают стандартный ближайший размер D₂.

Уточняют передаточное число .

Определяют действительную частоту вращения , расхождение с заданным должно быть < 3%. Если условие не выполняется, принимают другие стандартные значения D₁ и D₂.

Выбирают межосевое расстояние в интервале:

, т.е. находят а_min и а_max и берут значение «а», близкое к средней величине.

Определяют расчетную длину ремня:

и принимают ближайшую стандартную величину L.

Уточняют значение «а» с учетом стандартной длины ремня:

, .

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения «а» на 0,01 L для облегчения надевания ремней на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения «а» на 0,025 L.

Вычисляют угол обхвата ремнем меньшего шкива:

.

По справочным таблицам находят номинальную мощность Р_о, передаваемую одним клиновым ремнем выбранного сечения. Вычисляют мощность передачи с одним ремнем:

,

где С_α - коэффициент угла обхвата; С_L-коэффициент, учитывающий длину ремня и С_p - коэффициент динамичности и режима работы, принимают из справочных таблиц.

Определяют число ремней z в передаче для обеспечения среднего ресурса эксплуатации по ГОСТ 1284.3-96:

.

где Р - передаваемая мощность на ведущем валу, кВт;

С_z - коэффициент, учитывающий число ремней в передаче, определяют по справочным таблицам.

Согласно нормативам, средний ресурс ремней при эксплуатации в среднем режиме работы Т устанавливается в 2000 ч. При других режимах работы ресурс ремней вычисляют по формуле:

,

3.10 Цепные передачи.