4. Угол обхвата ремнем малого шкива

Практически у не превышает π/6, поэтому приближенно принима­ют siny = y рад, тогда

у= {d₂ - d_x)/{2a) рад или у = 180°( d₂ - d_x)/(π ■ 2а).

22.3. Силы в передаче

Для создания трения между ремнем и шкивом ремню после уста­новки на шкив создают предварительное натяжение силой F₀. Чем больше F₀, тем выше тяговая способность передачи. В состоянии покоя или холостого хода передачи каждая ветвь ремня натянута одинаково с силой F₀ (рис. 22.3, а).

Рис. 22.3. Силы в ветвях ремня

При приложении рабочего вращающего момента 7, происходит перераспределение сил натяжения в ветвях ремня: ведущая ветвь до­полнительно натягивается до силы F_x, а натяжение ведомой ветви уменьшается до F₂ (рис. 22.3, б). Из условия равенства моментов отно­сительно оси вращения получим уравнение:

где F_t = 2 • 10³T₁ / d₁— окружная сила на шкиве, Н. Здесь Т₁ — в Н • м; d₁ — в мм. Общая геометрическая длина ремня не зависит от нагрузки и во время работы передачи остается неизменной. Дополнительное удлине­ние ведущей ветви компенсируется равным сокращением ведомой ветви. Следовательно, насколько возрастает сила натяжения ведущей ветви ремня, настолько же снижается сила натяжения ведомой, т. е.

F_t=F₀ + ΔF и F₂ = F₀ - ΔF, 260

или

F_{I +} F₂ = 2F₀ (22.7)

Решая совместно уравнения (22.6) и (22.7), получаем

F₁ = F_u0₊ F_t /2; F₂ = F₀- F_t /2. (22.8)

При обегании ремнем шкивов на него действует центробежная сила, Н,

где А — площадь сечения ремня, м²; р — плотность материала ремня, кг/м³; v — скорость ремня, м/с.

Сила F_v отбрасывает ремень от шкива, понижая тем самым силы трения и нагрузочную способность передачи.

Таким образом, силы натяжения ведущей и ведомой ветвей ремня будут: при работе передачи (F_t + F_v) и (F₂ + F_v) соответственно, на хо­лостом ходу — (F₀ + F_v).

Нагрузка на валы и подшипники. F„

Силы натяжения ветвей ремня нагру­жают валы и подшипники. Из тре­угольника Oab (рис. 22.4) равнодей­ствующая сила

22.4. Скольжение ремня по шкивам. Передаточное число

В ременной передаче различают два вида скольжения ремня: упру­гое и буксование.

А. Упругое скольжение. В процессе обегания ведущего шкива рем­нем сила его натяжения уменьшается от F₁ до F₂ (рис. 22.5). А так как деформация ремня пропорциональна силе натяжения, то при умень­шении последней ремень под действием силы упругости укорачивает­ся, преодолевая сопротивление силы трения при контакте ремня со шкивом. При этом ремень отстает от шкива — возникает упругое сколь­жение ремня по шкиву. На ведомом шкиве также происходит сколь­жение, но здесь сила натяжения возрастает от F₂ до F₁ ремень удли­няется и опережает шкив. Упругое скольжение происходит не на всей дуге обхвата а, а лишь на части ее — дуге скольжения а_с, которая

Рис. 22.5. К определению упругого скольжения ремня

всегда расположена со стороны сбегания ремня со шкива. Длину дуги скольжения определяет условие равновесия сил трения на этой дуге и разность сил натяжения ветвей, т. е. окружная сила F_t = F,- F₂. При нор­мальной работе α_c1 = (0,5...0,7)α_c.

Со стороны набегания ремня на шкив имеется дуга покоя а_п, на кото­рой сила в ремне не меняется, оставаясь равной силе натяжения набега­ющей ветви, а сам ремень движется совместно со шкивом без сколь­жения относительно друг друга. Сумма дуг а_с и а_п равна дуге обхвата а.

Скорости прямолинейных ветвей v₁ и v₂ равны окружным скоро­стям шкивов, на которые они набегают. Потерю скорости v, - v₂ опре­деляет скольжение на ведущем шкиве, где направление скольжения не совпадает с направлением движения шкива (см. мелкие стрелки на дуге α_c1, рис. 22.5).

Таким образом, упругое скольжение ремня неизбежно в ременной передаче, оно возникает в результате разности сил F₁ и F₂, нагружаю­щих ведущую и ведомую ветви ремня. Упругое скольжение приводит к снижению скорости и, следовательно, к потере части мощности, а также вызывает электризацию, нагревание и изнашивание ремня, сокращая его долговечность.

Упругое скольжение ремня характеризуется коэффициентом сколь­жения fy

ξ = (v₁-v₂)/v₁ или v₂ = v₁(l-ξ), (22.11)

где v₁ и v₂ - окружные скорости ведущего и ведомого шкивов. При нор­мальном режиме работы обычно ^ = 0,01...0,02.

Буксование. По мере роста окружной силы F_t=F₁-F₂ уменьшает­ся дуга покоя а,,,, следовательно, уменьшается и запас сил трения. При значительной перегрузке дуга скольжения а_с, достигает значе­ния дуги обхвата а, и ремень скользит по всей поверхности касания с ведущим шкивом, т. е. буксует. При буксовании ремня на веду­щем шкиве ведомый шкив останавливается — передача неработоспо­собна.

Передаточное число. Окружные скорости шкивов передачи (см. рис. 22.5) определяют по формулам:

V₁ = πd₁n₁ / 60000; v₂ = πd₂n₂/60 000,

где n₁, и п₂ — частоты вращения ведущего и ведомого шкивов, мин^-1; d₁ и d₂ — диаметры этих шкивов, мм.

Передаточное число ременной передачи

Упругое скольжение, зависящее от значения окружной силы F,, является причиной некоторого непостоянства передаточного числа ре­менных передач.

Рекомендуются для передач плоским ремнем и<5, клиновым u<7, поликлиновым u<8, зубчатым и<12.