Нагрузка на детали ремённой передачи

При работе ремень нагружен силами: предварительного натяжения F₀, полезной окружной силой F_t, центро­бежной силой F_v и изгибающим усилием F_из, которые создают соответствую­щие напряжения в ремне. Соотношение между усилием F₁ в ведущей, набегаю­щей на шкив ветви ремня, и усилием F₂ в ведомой ветви ремня (рис. 106) описы­вается формулой Л. Эйлера:

где f' - приведённый коэффи­циент трения ремня по шкиву; α - угол охвата шкива ремнём.

Рис. 106. К расчёту усилий на валах ремённой передачи

Леонард Эйлер (1707...1783 гг.) - великий математик, физик и ас­троном, имел немецко-швейцарское происхождение. В 1727 г. он был при­глашён Екатериной II в Россию, и до 1741 г. работал в Петербургской Ака­демии наук. В моменты острой политической ситуации нашёл прибежище у Фридриха II в Потсдаме. В 1766 г. возвратился в Петербург и плодо­творно работал в Академии наук, несмотря на потерю зрения, отягчившую конец его жизни и деятельности. Он обладал почти невероятной работо­способностью и научной продуктивностью: его работы и научные статьи публиковались после его смерти ещё в течение 40 лет.

Усилие F_Σ, действующее на валы ремённой передачи, значи­тельно больше, чем, например, в зубчатых передачах. Рассчитать нагрузку на валы ремённой передачи (рис. 25) можно по формуле

где α₁ - угол охвата ремнём меньшего шкива.

Максимальные напряжения в ремне не должны превышать допускаемого значения, т.е. должно выполняться условие

где S_p - площадь поперечного сечения ремня, мм²; ρ - плотность материала ремня, кг/м³; Е - модуль упругости ремня при изгибе, МПа; у - расстояние от наружной поверхности до нейтрального слоя ремня, мм.

Основные этапы расчёта ремённых передач:

• выбирают тип и материал плоского ремня или тип, сечение и материал кли­нового (поликлинового) ремня в зависимости от передаваемого вращающего момента Т₁ на ведущем шкиве;

• определяют расчётные диаметры d₁ и d₂ шкивов и рассчитывают межосевое расстояние передачи или назначают его из конструктивных соображений больше, чем a_peм ≈ 2(d₁+ d₂);

• вычисляют длину ремня l _р с округлением её значения до большего ближай­шего значения из стандартного ряда;

• для плоскоремённой передачи определяют размеры поперечного сечения ремня b_рхδ_р, а для клиноремённой передачи - количество ремней в комплек­те при выполнении условия z_p ≤ [z_p] или число клиньев поликлинового ремня z при выполнении условия z ≤ [z];

• оценивают суммарные напряжения в ремне и его долговечность;

• разрабатывают конструкции шкивов передачи.

Цепные передачи

Цепная передача (рис. 107) состоит из цепи и звёздочек и является передачей зацеплением с гибкой связью. Кроме этих основных элементов большинство конструкций цепных передач имеют натяжные и смазочные устройства, а также ограждение.

Принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи, в связи с этим уменьшается нагрузка на валы и опоры, а также повышается КПД передачи. В цепной передаче ос­новным элементом является сама цепь, работоспособность и надёжность ко­торой определяет надёжность передачи. Широко применяются два вида приводных цепей: роликовые (рис. 93) и зубчатые (рис. 94) цепи.

Рис.107. Привод с редуктором и цепной передачей