Лекция № 12
Ременные передачи.
Состоит из двух шкивов, закреплённых на валах и ремня, охватывающего шкивы.
Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнём, вследствие натяжения последнего.
В зависимости от формы сечения ремня различают плоскоремённую, клиноремённую и круглоремённую передачи.
Получила также распространение поликлиноремённая передача.
Достоинства:
1. возможность передачи движения на значительные расстояния (до 15м);
2. плавность и бесшумность работы;
3. предохранение механизмов от резких колебаний нагрузок;
4. предохранение механизма от перегрузок за счёт упругого проскальзывания ремня;
5. простота и удобство эксплуатации;
Недостатки:
1. повышенные габариты;
2. непостоянство передаточного отношения;
3. повышенная нагрузка на валы вследствие предварительного натяжения ремня;
4. низкая долговечность ремня (1000-3000 тыс. часов)
5. неприменимость во взрывоопасных помещениях (электризация ремня).
Ременные передачи используются для передачи мощности до 60 кВт, скорость ремня υ = 5…40 м/с; но может быть и 100 м/с. Наибольшее распространение получили клиновые ремни. Они используются при сравнительно больших передаточных числах, при требовании малогабаритности передачи.
круглые ремни используются для передачи малых мощностей в приборах, бытовых машинах.
Кинематические параметры.
Окружные скорости
Учитывая упругое скольжение ремня
где ε – коэффициент скольжения.
Передаточное отношение
Для плоскоремённых передач рекомендуется U ≤ 5
клиноременные передачи U ≤ 7
поликлиновые передачи U ≤ 8.
Основные геометрические соотношения.
Межосевое расстояние для плоскоремённых передач:
; для клиноремённых и
поликлиноремённых:
d2 и d1 – диаметры шкивов; h – высота сечения ремня; 
для плоскоремённой [α1] ≥ 1.
Расчётная длина ремня:
При заданной длине ремня межосевое расстояние:
Усилие в передачи.
Для создания трения между ремнём и шкивом ремню после установки создают дополнительное натяжение F0. Чем выше F0 тем тяговая способность ременной передачи выше.
При приложении рабочей нагрузки T1 происходит перераспределение натяжений в ветвях: ведущая дополнительно натягивается до величины F1, а натяжение ведомой падает до величины F2. Из условия равновесия моментов внешних сил относительно оси вращения:
(*) где 
- окружная сила на шкиве.
Общая геометрическая длина ремня остаётся неизменной, т.к. дополнительное удлинение ведущей ветви компенсируется сокращением ведомой.
(**)
Решая * и **:
Вывод формулы Эйлера.
F – натяжение ремня в сечении под углом φ; dR – нормальная реакция шкива на элемент ремня, ограниченный углом dφ; fdR – элементарная сила трения.
По условию равновесия:
(сумма моментов), откуда: 
(сумма проекций).
Отбросив члены второго порядка и принимая 
получим 
Исключая dR находим
Интегрируя, получим:
Решая совместно уравнение
и 
получили:
Исследуя тяговую способность, строят графики кривых скольжения
- коэффициент учитывающий, какая часть нагрузки F0 используется для передачи нагрузки Ft, т.е. характеристика загруженности передачи.
На начальном участке до φ0 наблюдается упругое скольжение. Упругие деформации ремня подчинены закону Гука – почти линейная. При увеличении с φ0 до φmax работа передачи становится не устойчивой, к упругому скольжению добавляется частичное, а затем и полное буксование.
Рекомендуется выбирать коэффициент тяги близким к φ0, т.к. при этом КПД максимальный.
Допускаемые полезные напряжения.
Определив по кривым скольжения φ0 находят допускаемое полезное напряжение для проектируемой передачи:
где S – запас тяговой способности S ≈ 1,2 ÷ 1,4.
Затем определяют полезное напряжение для проектируемой передачи:
,
Сα – коэффициент угла обхвата;
Сυ – скоростной коэффициент;
Ср – коэффициент режима нагрузки, учитывающий влияние колебания нагрузки;
С0 – коэффициент учитывающий способ натяжения ремня.
В ременной передаче возникают два вида скольжения ремня по шкиву: упругое – при нормальной работе передачи и буксование – при перегрузке.
В процессе обегания ведущего шкива натяжение его падает с F1 до F2. Ремень укорачивается и опережает шкив. Упругое скольжение происходит не на всей дуге обхвата, а сколько на ее части – дуге скольжения, которая всегда располагается со стороны сбегания ремнём со шкива.
Со стороны набегания ремня на шкив имеется дуга покоя αn, на которой сила в ремне не меняется, оставаясь равной натяжению набегающей ветви и ремень движется вместе со шкивом. Сумма дуг αс и αn равна дуге обхвата.
Потеря скорости υ1 и υ2. υ1 - υ2 определяется скольжением на ведущем шкиве.
Упругое скольжение в ременной передаче неизбежно, оно возникает из-за разности напряжений ведущей и ведомой ветви.
Упругое скольжение приводит к потере мощности, сокращает долговечность ремня.
Основными критериями работоспособности ременных передач являются: тяговая способность, долговечность
Основным расчётом является расчёт по тяговой способности.
Напряжения в ремне.
При работе ременной передачи напряжения в ремне (по длине ремня) распределяются неравномерно.
Наибольшие напряжения создаются в ведущей ветви ремня. Оси складываются из трёх напряжений:
- напряжение от центробежных сил, влияет только при υ > 20 м/с.
A – площадь поперечного сечения.
Напряжение от изгиба σН возникает в ремне при огибании шкивов.
где δ – толщина ремня; E – модуль упругости материала ремня.
где
