Оборудование и принадлежности. 3 Стенд с ременной передачей

 

3 Стенд с ременной передачей

4 Штангенциркуль ШЦ-II

        

Теоретические положения

 

Ременные передачи широко применяются в приводах для передачи вращательного движения от ведущего звена к ведомому.

Основные достоинства ременных передач обусловлены способностью смягчать ударную нагрузку при резании, обеспечивать плавную и бесшумную работу и возможностью вращаться с высокими окружными скоростями, что особенно актуально для современных режимов резания. Однако необходимо иметь в виду, что ременные передачи дают дополнительную нагрузку на опоры валов от сил предварительного натяжения ветвей ремня, не гарантируют постоянство передаточного отношения в передачи из-за возможности проскальзывания ремня по рабочей поверхности шкивов (в особенности при попадании масла) и обладают относительно невысокой долговечностью ремня.

В приборостроении в основном используются три разновидности ременных передач: клиноременная, поликлиновая и зубчато-ременная.

Клиновые ремни изготавливают в виде замкнутой бесконечной ленты. Для передач общего назначения по ГОСТ 1284.1 – 89 изготавливают шесть типов клиновых ремней, отличающихся размерами поперечного сечения. Клиновые ремни состоят из резинового или резинотканевого слоя растяжения 1, эластичного слоя 2, резинового слоя сжатия 5, оберточного слоя прорезиненной ткани 6 и несущего слоя на основе материалов из химических волокон: кордшнур для ремней кордшнуровой конструкции 3, рис. 5.1, б; тканевый каркас для ремней кордтканевой конструкции 4, рис. 5.1, а.

а)	б)

Рисунок 5.1. - Сечения клиновых ремней: а - ремень кордтканевой конструкции; б - ремень кордшнуровой конструкции

 

В зависимости от соотношения W / H клиновые ремни выпускают нормальных сечений (W / H = 1,6); узкие (W / H = 1,2); широкие (W / H = 2,5, в станкостроении не используются).

Поликлиновые ремни (рис. 5.2) представляют собой бесконечные плоские ремни с ребрами на нижней стороне, работающие на шкивах с клиновыми канавками. По всей ширине ремня расположен высокопрочный синтетический шнуровой корд; ширина такого ремня в 1,5-2 раза меньше ширины комплекта ремней нормальных сечений при одинаковой мощности передачи.

Поликлиновые ремни состоят из слоя растяжения 1 (состоит из слоев ткани закроенной под углом 50 ± 5º, или слоев резины), несущего слоя 2 (состоит из одного ряда кордшнура), резинового слоя сжатия 3 и эластичного слоя 4.

 

Рисунок 5.2. – Сечение поликлинового ремня

 

Зубчатые ремни (рис. 5.3) представляют собой бесконечный плоский ремень, имеющий на внутренней поверхности зубья трапецеидальной формы, входит в зацепление с зубчатым шкивом.

Зубчатые ремни имеют несущий слой 1 в виде металлического троса, стекловолокна или полиамидного шнура, находящегося в резиновой или пластмассовой основе 2.

Рисунок 5.3. – Сечение зубчатого ремня

 

Передаточное число ременной передачи

 

Ветвь ремня, набегающая на ведущий шкив, называется ведущей, а сбегающая – ведомой (рис. 5.4).

В зависимости от способа передачи крутящего момента ременные передачи можно разделить на передачи трением (клиноременная и поликлиновая передачи) и передачи зацеплением (зубчато-ременная передача).

При передаче мощности с помощью ременной передачи трением скорость v ₁ ведущей ветви ремня и окружная скорость ведущего шкива оказываются больше скорости v ₂ ведомой ветви ремня и окружной скорости ведомого шкива, т.е. v ₁> v ₂. Явление потери скорости ремня при огибании ведущего шкива является результатом упругого скольжения, неизбежного при работе передач трением.

 

Рисунок 5.4. - Схема ременной передачи

 

Упругое скольжение ремня и относительная потеря скорости характеризуются коэффициентом скольжения:

ε = (v ₁ – v ₂)/ v ₁ = 0,01…0,02.

Таким образом, передаточное число ременной передачи равно

,

при условии непопадания смазки в зону трения.

Коэффициент скольжения зависит от передаваемой нагрузки, следовательно, передаточное число ременной передачи трением не является строго постоянной величиной.

Ввиду отсутствия упругого скольжения зубчато-ременные передачи обеспечивают постоянство передаточного числа, вычисляемого по формуле:

u = D ₂/ D ₁,

где D ₁, D ₂ – диаметры соответственно ведущего и ведомого шкивов.

Основными геометрическими параметрами схематически изображенной на рис. 2.39 ременной передачи являются: диаметры шкивов D ₁, D ₂, межосевое расстояние а, длина ремня L, угол обхвата α на малом шкиве.

 

 Сечения клиновых ремней

Сечение клинового ремня выбирается по графику на рис. 5.5, где область применения данного сечения расположена выше собственной линии и ограничена линией предыдущего сечения.

 

Рисунок 5.5. - График выбора нормального сечения клинового ремня

 

Модуль зубчатого ремня и число зубьев шкивов

 

Модуль зубчатого шкива можно предварительно принять:

,

где n ₁ – частота вращения меньшего шкива, мин^-1; N – мощность, передаваемая ремнем, кВт. Расчетное значение модуля округляется до стандартного значения и определяется наименьшее допускаемое число зубьев меньшего шкива z ₁, табл. 5.1.

 

Таблица 5.1 - Параметры зубчатоременных передач

 

Модуль ремня m, мм	Частота вращения меньшего шкива n 1, мин^-1	Число зубьев меньшего шкива z 1	Погонная масса m П·10^4, кг/(м·мм)	Допускаемая окружная сила F р, H/мм	Податливость витков металлотроса μ·10^4, мм^2/Н
2	8500	20	9	5	9
	7500	18
	6500	16
3	4800	18	14	10	14
	3400	16
	1700	14
4	3400	20	6	25	6
	1700	18
	1100	16
5	3400	20	8	35	8
	1700	18
7	1750	26	11	45	11
	1160	24
	800	22
	480	20
10	1750	26	16	60	16
	1160	24
	870	22
	480	20

 

 

  Диаметры шкивов и скорость ремня

 

Диаметры шкивов определяются в зависимости от типа передачи, передаваемой мощности и передаточного отношения. Расчет передачи выполняется по диаметру малого шкива D ₁. При выборе диаметров из числа стандартных следует учитывать, что при меньших диаметрах уменьшаются габариты передачи, но увеличивается число ремней.

Диаметры делительных окружностей зубчатых шкивов определяют по формуле:

D = mz.

 

 Угол обхвата

 

Дуга обода шкива, на которой он соприкасается с ремнем, называется дугой обхвата, а соответствующий ей центральный угол называется углом обхвата α (рис. 5.4). Угол обхвата ремнем меньшего шкива определяется по выражению:

 

α = 180º – 57º(D ₂ – D ₁)/ a, град.

 

По углу обхвата вычисляется угол между ветвями ремня (рис. 5.4), град:

 

γ = 180º – α.

 

Для зубчатых ремней по углу α определяют число зубьев в зацеплении на малом шкиве:

 

z ₀ = z ₁a / 360º.

 

 Межосевое расстояние и расчетная длина ремня

 

Межосевое расстояние а определяется в основном конструкцией привода. Например, межцентровое расстояние передачи 160/200, изображенной на рис. 5.6, будет определяться как сумма межосевых расстояний между I, II валами и II, III валами.

 

Рисунок 5.6. - Кинематическая схема привода со сложенной структурой

 

Минимальные значения а зависят от типа передачи и диаметров шкивов. Рекомендуемое а для клиноременных и зубчатых передач по ГОСТ 1284.3-96:

0,7 (D ₁ + D ₂) < a < 2 (D ₁ + D ₂).

Для поликлиновых передач а ограничивают углом обхвата a ³ 150⁰.

После определения межцентрового расстояния a, находится расчетная длина ремня L _p, мм:

L _р = 2 a + π(D ₁ + D ₂)/2 + (D ₂ – D ₁)²/(4 a).

Длина ремней отечественного производства стандартизована. Для нормальных сечений L выбирается по ряду Ra 40, для узких и поликлиновых ремней – по ряду Ra 20. Для ремней импортного производства длина ремня приведена в табл. 2.41, табл. 2.44.

При заданной длине ремня межосевое расстояние a пересчитывается:

.

Для зубчатых ремней по расчетной длине ремня определяется расчетное число зубьев ремня z _р:

z _р = L _p/(π m).

Полученное значение z _р округляется до ближайшего целого по табл. П39. После этого устанавливается окончательная длина зубчатого ремня, мм:

L = π mz _р.

 

Лабораторная установка

 

Выданный стенд представляет собой ременную передачу, включающую в себя два шкива, закрепленных на кронштейнах и связанных между собой ремнем.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Перед выполнением работы получить у инженера или преподавателя принадлежности к работе и установку.

2. Ознакомиться с принципом работы лабораторной установки.

3. Начертить схему установки.

4. Измерить геометрические параметры ременной передачи.

5. Определить передаточное отношение ременной передачи.

6. Определить межосевое расстояние ременной передачи.

 

Содержание отчета

1. Титульный лист.

2. Цели и задачи выполнения работы.

3. Оборудование и принадлежности к работе.

4. Схема установки.

5. Результаты измерений.

6. Выводы.

Контрольные вопросы

 

1. Назначение ременной передачи.

2. Классификация ременных передач.

3. Принцип действия ременной передачи.

4. Как определяется передаточное отношение ременной передачи?

5. Как определяется межосевое расстояние ременной передачи?

 

Лабораторная работа № 6

 

«Определение жесткости плоских и винтовых пружин»

 

Цель работы: определить жесткость плоских и винтовых пружин