Основы расчета ременных передач

Теоретические основы расчета являются общими для всех типов ремней.

5.2.1. Критерии работоспособности и расчета

Основные критерии расчета ременных передач:

1) тяговая способность или прочность сцепления ремня со шкивом;

2) долговечность ремня.

Если не будет выдержано первое условие, ремень начнет буксовать; если не будет выдержано второе условие, ремень будет слишком быстро выходить из строя.

В настоящее время для клиновых и поликлиновых ремней применяется комплексный расчет на выносливость и тяговую способность, а для плоских ремней, испытывающих меньшие напряжения изгиба, пока сохраняется расчет на тяговую способность с последующей проверкой на выносливость.

Работа упругого ремня связана с упругим скольжением по шкивам. Неизбежность упругого скольжения при работе передачи следует из того, что натяжение, а следовательно, и относительное удлинение ведущей и ведомой ветвей ремня различны. При обегании ремнем ведущего шкива натяжение его падает (рис. 5.6). Ремень укорачивается и проскальзывает по шкиву. На ведомом шкиве ремень удлиняется и опережает шкив.

Рис. 5.6.

Скольжение происходит не по всей дуге обхвата a, а на некоторой части ее , называемой дугой скольжения. Дуга скольжения располагается со стороны сбегания ремня со шкива. Размер дуги скольжения устанавливается из условия равновесия полезной передаваемой нагрузки F_t и силы трения между ремнем и шкивом.

При холостом ходе упругое скольжение и дуга скольжения равны нулю. По мере роста нагрузки дуга скольжения растет, когда она достигает всей дуги обхвата, начинается буксование передачи.

Относительное упругое скольжение ремня равно разности относительных удлинений ведущей e₁ и ведомой e₂ ветвей ремня.

e = e₁ - e₂.

Выразив e₁ и e₂ по закону Гука через натяжения ветвей ведущей F₁ и ведомой F₂, площадь сечения А и модуль упругости Е получим

5.2.2. Кинематические параметры ременных передач

Окружные скорости (м/с) на шкивах

и

где d₁ и d₂ - диаметры соответственно ведущего и ведомого шкивов, м; n₁ и n₂ - частоты вращения в минуту ведущего и ведомого шкивов, об/мин.

Вследствие неизбежного скольжения окружная скорость на ведомом шкиве V₂ меньше скорости V₁ на ведущем:

V₂=V₁(1 - e)

Отсюда истинное передаточное отношение

Для расчетов можно принимать:

e = 0,01 - для плоских ремней;

e= 0,02 - для клиновых кордтканевых;

e = 0,01 - для кордшнуровых клиновых и поликлиновых ремней.

5.2.3. Геометрические параметры ременных передач

Межосевое расстояние (рис. 5.7) в плоскоременных передачах можно назначать в широких пределах.

Рис. 5.7. Геометрические параметры ременной передачи

Минимальное межосевое расстояние обычно выбирают по условию, при котором угол обхвата на малом шкиве был бы не меньше 150°. Максимальное межосевое расстояние ограничивается экономическими показателями: стоимостью ремня, габаритами передачи и т.д. Оптимальное межосевое расстояние

а_опт = 2 (d₁ + d₂).