Расчет плоскоременных и клиноременных передач на тяговую способность и долговечность.

Критерии работоспособности и методы расчета ременных передач.

Причины выхода передачи из строя:

1. буксование ремня; 2. разрыв ремня.

Т.о. критериями работоспособности ремня являются:

-тяговая способность, характеризующая прочность сцепления ремня со шкивом;

- долговечность ремня.

5.1 Расчет тяговой способности.

а) плоскоременной передачи

формула проверочного расчета на тяговую способность:

,где d

b

Полезная нагрузка: .

- допускаемые напряжения при средних условиях эксплуатации;

 

- коэффициент эксплуатации зависит от условий эксплуатации проектируемой передачи,

- учитывает режим работы; - учитывает угол обхвата ремня;

- учитывает скорость ремня; - учитывает наклон ременной передачи к горизонту.

Формула проектного расчета:

б) клиноременная передача

формула проверочного расчета - мощность, передаваемая передачей;

- мощность. Передаваемая одним стандартным ремнем (справочник);

- число ремней; - коэффициент эксплуатации. - учитывает режим работы;

- учитывает угол обхвата; - учитывает длину ремня; - учитывает передаточное отношение.

Формула проектного расчета

5.2Расчет на долговечность ременных передач.

, где - число пробегов ремня за секунду работы; - скорость ремня (м/с);

- длина ремня (м);

Силы, действующие на вал со стороны ременной передачи.

b

b

 

 

15. Цепные передачи. Геометрия и кинематика. Конструкции приводных цепей.

1. Общие сведения.

Передача с зацеплением с гибкой связью, называемой цепью.

Простейшая цепная передача состоит из ведущего и ведомого звена, называемых звездочками, и охватывающей их цепи.

 

 

 

a

Кроме основных элементов цепные передачи часто включают в себя:

- защитные устройства; - натяжные устройства; смазочное устройство.

Достоинства: (по сравнению с ременными передачами)

1. сравнительно высокий КПД (до 98%);

2. малые нагрузки на валу (не требуется предварительное натяжение цепи);

3. отсутствие буксования и скольжения;

4. возможность передачи вращения несколькими звездочками;

5. постоянство среднего передаточного отношения.

Недостатки:

1. неравномерность хода цепи и дополнительные динамические нагрузки;

2. необходимость в применении натяжных устройств, т.к. цепь вытягивается по мере износа шарниров;

3. необходимость более точного монтажа и более сложный уход за цепью.

Классификация.

1. По числу рядов звеньев.

а) однорядные цепи б) многорядные цепи

 

 

2. По конструкции цепи.

а) втулочная; б) роликовая; в) зубчатая.

Зубчатая цепь состоит из набора пластин зубообразной формы, шарнирно соединенных между собой. Работают плавней, с меньшим шумом, однако тяжелее и дороже. Применяют при высоких скоростях (). 3

2 1

 

 

5 В

 

 

t

 

d

d

P

 

 

 

 

В отверстия наружных пластин (1) запрессован валик (3), а в отверстия внутренних пластин (2) запрессована втулка (4). При этом втулка свободно проворачивается на валике, а ролик (5) – на втулке, при этом образуется шарнир цепи.

Применение ролика заменяет трение скольжения трением качения при зацеплении со звездочкой, что обеспечивает более равномерный износ звездочки. Втулочная цепь отличается от роликовой отсутствием ролика. Втулочная цепь и дешевле, и легче, но звездочки быстрее изнашиваются. Применяют втулочную цепь в тихоходных в малонагруженных передачах.

Основным параметром цепной передачи, определяющим все параметры, является шаг цепи (t).

Окружная сила вызывает контактные напряжения между втулкой и валиком. Эти напряжения могут быть точно подсчитаны по формуле Герца. Однако, на практике истинное распределение напряжений в контакте заменяют условно постоянным, которое называют давлением в шарнире (р).

, где - диаметр валика; - длина втулки; -диаметральная площадь (в сечении).

Конструкция звездочки.

Звездочки конструктивно подобны зубчатым колесам и отличаются лишь профилем зуба. Обычно звездочки изготовляют из Ст45, 40Х и серого чугуна(тихоходные передачи).

 

t

 

 

b

 

z d

 

Делительная окружность звездочек в отличие от зубчатых передач проходит через центры шарниров цепи.

- делительный диаметр

 

Кинематика цепных передач.

Звенья цепи располагаются в зацеплении со звездочкой по многоугольнику, поэтому даже при равномерном вращении звездочки цепь движется неравномерно.

D

 

 

 

Разложим скорость шарнира цепи на две составляющих:

-направленную вдоль ветви цепи ();

- направленную перпендикулярно ветви цепи ().

, где , - угловое положение шарнира, .

Т.о. скорость цепи меняется от min значения к max:

Причем неравномерность движения цепи тем больше, чем больше угол , а значит меньше и больше шаг t. mB mA

 

 

 

mA mB

 

mB

 

 

mA

За счет поперечной составляющей скорости при зацеплении возникают удары шарнира о зубья звездочки. Кроме того вызывает поперечные колебания цепи.

Т.к. движение ведомой звездочки определяется скоростью цепи , то передаточное число не постоянно в пределах поворота звездочки на один зуб . В расчетах используется среднее значение и .

3. Силы, действующие в цепной передаче.

 

В большинстве случаев на практике силами натяжения от веса цепи сил инерции пренебрегают, поэтому можно полагать:

Сила, действующая на вал со стороны цепной передачи .