28. Усилия и напряжения в ремнях.

Начальное натяжение ремня – необходимое условие работы ре­менной передачи. Сила F_нач (начального натяжения ремня) вызывает в его ветвях силы , где γ – угол наклона ветви ремня к линии центров передачи. При действии вращающего момента T₁ силы в ветвях будут равны F₁ и F₂.

Рис. 3.7

Напряжения в 'сечениях ведущей и ведомой ветвей ремня от начального натяжения

(3.9)

и при действии внешней нагрузки

(3.10)

где А – площадь поперечного сечения ремня.

Н аибольшие напряжения испытывают наружные волокна в зоне контакта ремня с малым шкивом. Здесь к основным растягивающим напряжениям от полезной на­грузки добавляются дополнительные напряжения растяжения и соответственно от центробежных сил и изгиба ремня (как стержня) вокруг шкива, следовательно,

29.Тяговая способность и кпд передачи

Фактическую тяговую способность передачи характеризует окружная сила F_t или вращающий момент T₁, который может развить ведущий шкив.

(3.12)

где – коэффициент тяги.

Из равенства (3.12) видно, что тяговая способность передачи возрастает при увеличении силы F_о начального натяжения ветвей ремня и коэффициента тяги . С увеличением силы F_о возрастает сила натяжения F₁ ведущей ветви под нагрузкой и существенно сни­жается долговечность ремня.

Для получения высокой тяговой способности передач с плоским ремнем рекомендуется обеспечивать α≥150⁰.

Благодаря хорошему сцеплению ремня со шкивом клиноременные передачи хорошо работают при углах обхвата α≥120⁰.

Коэффициент тяги

КПД передач. При работе плоскоременной передачи часть энер­гии расходуется на упругий гистерезис при циклическом деформиро­вании ремня (растяжение, сдвиг, изгиб), на скольжение ремня по шкивам, аэродинамическое сопротивление движению ремня и шкивов, а также трение в подшипниках валов передачи.

В клиноременной передаче к этим потерям добавляются потери на трение при радиальном перемещении ремня в процессе входа его в канавку и выхода из нее.

КПД ременной передачи

(3.14)

зависит от коэффициента тяги (см. соотношение (3.12)) и соответствующего ему коэффициента относительного скольжения ремня ε (см. рис. 3.9). Наибольший КПД соответствует некоторому значению на линейном участке кривой скольжения. Когда , КПД снижается из-за нарастания потерь на трение.

При оптимальной нагрузке = 0.97-0.98 – для плоскоременной передачи и 0.92-0.97 – для клиноременной передачи.

29. Цепные передачи Общие сведения. Цепи. Материалы

Цепными называют передачи с помощью цепей. Передача состоит обычно из ведущей 1 и ведомой 2 звездочек, связанных между собой приводной цепью (3) (в машиностроении применяют также грузовые и тяговые цепи) (рис. 4.1).

Ц епные передачи используют в качестве понижающих или повыша­ющих для передачи вращения между параллельными валами. Передава-

емая мощность обычно не превы­шает 100 кВт, межосевое рас­стояние до 6-8 м.

Цепные передачи в сравне­нии с ременными имеют значи­тельно меньшие габариты и на­грузки на валы, более высокий КПД ( = 0.96-0.98), в них исключено окружное проскальзы­вание цепи по звездочке.

Недостатки передачи: "вытягивание" цепей (увеличение шага цепей вследствие износа шарни­ров) и, как следствие, необходимость применения натяжных устройств, необходимость ухода при эксплуатации (смазка, регулирование), шум, неравномерность хода. Р оликовая цепь состоит из последовательно чередующихся внут­ренних 1 и внешних 2 звеньев, которые шарнирно соединены между собой. Каждое звено выполнено из двух пластин, напрессован­ных на втулки 3 (у внутренних звеньев) или оси 4 (у наружных звеньев). Втулки и оси образу­ют шарниры, которые обеспечи­вают '"гибкость" цепи. Для уменьшения износа зубьев звез­дочек на втулку перед сборкой звена надевают ролик 5, свободно вращающийся на ней (рис. 4.2).

Основным параметром приводных цепей является шаг t – рас­стояние между осями двух смежных роликов наружного или внутренне­го звена, от которого зависит несущая способность цепи. Основные размеры и характеристики цепей зависят от шага. Материалы. Пластины (2, 1) цепей изготовляют из среднеуглеродистых и легированных сталей 45, 50, 40Х, 40ХН и др. и затем за­каливают до твердости не менее 32 HRC. Оси, втулки и ролики (4, 3, 5) обычно изготовляют из сталей 15, I5X, 20Х, I2XH3A и др., цементуют и подвергают закалке до твердости не менее 45 HRC. Звездочки тихоходных слабонагруженных передач изготовляют из чу­гуна СЧ 20 с закалкой или из других антифрикционных высокопрочных марок чугуна. Звездочки быстроходных и тяжелонагруженных передач изготов­ляют из углеродистых легированных сталей (45, 40Х, 40ХН) или из сталей 15, 20, I2X2H4A.

Для обеспечения удовлетворительной работы цепи на средних и повышенных скоростях минимальное число зубьев ведущей звездочки ограничивают. На основании экспериментальных исследований, опыта проектирования и эксплуатации передач во многих странах принято Z_1min≥19 при υ_ц > 2 м/с, где υ_ц – скорость цепи. В тихоход­ных передачах допускается Z_1min = 13-15.