64.Силы действующих в ременных передачах. Скольжение ремня

Силы, действующие в ременной передаче

Окружное усилие 

Усилие предварительного натяжения ветвей ремня – S₀ Усилие натяжения ветвей ремня в работе. На основе равновесия гибкой нити: S₁ – S₂ = Р

Теорема Понселе:   Сумма усилий натяжения ветвей ремня в состоянии покоя и движения под нагрузкой есть величина постоянная: S₁ + S₂ = 2S₀

Следствие теоремы Понселе:   При переходе от состояния покоя к состоянию работы под нагрузкой усилие набегающей ветви увеличивается на величину половины окружного усилия, усилие сбегающей – на столько же уменьшается

 

Нагрузка на валы и подшипники:

 

Коэффициент тяги и кривые скольжения ремня

Коэффициентом тяги называется отношение полезного окружного усилия к полному усилию натяжения ветвей ремня. По физическому смыслу коэффициент тяги характеризует степень загрузки передачи:

Зависимость между коэффициентом тяги и коэффициентом упругого скольжения ремня, выраженная графически, носит название кривых скольжения ремня. Оптимальный режим работы ремня при высшем значении КПД должен находиться в зоне упругого скольжения. На основании кривых скольжения определяются допускаемые напряжения в ремне

§ 17.4. Скольжение ремня. Передаточное число

Скольжение ремня. В ременной передаче возникают два вида скольжения ремня по шкиву: упругое — неизбежное при нормальной работе передачи и буксование — при перегрузке.

В процессе обегания ремнем ведущего шкива натяжение его падает от F\ до F₂ (рис. 17.5). Ремень укорачивается и отстает от шкива — возникает упругое скольжение. На ведомом шкиве происходит аналогичное скольжение, но здесь натяжение ремня возрастает от F₂ до Л, он удлиняется и опережает шкив. Упругое скольжение ремня происходит не на всей дуге обхвата, а лишь на части ее — дуге скольжения а_с, которая всегда располагается со стороны сбегания ремня со шкива. Длина дуги скольжения определяется условием равновесия окружной силы F_t = Fι — — F₂ и сил трения на этой дуге.

Со стороны набегания ремня на шкив имеется дуга покоя а_п, на которой сила в ремне не меняется, оставаясь равной натяжению набегающей ветви, и ремень движется вместе со шкивом без скольжения. Сумма дуг а_с и а_п равна дуге обхвата а.

Скорости прямолинейных ветвей υ\ и υ₂ равны окружным скоростям шкивов, на которые они набегают. Потеря скорости ν ι — v₂ определяется скольжением на ведущем шкиве, где направление скольжения не совпадает с направлением движения шкива (см. мелкие стрелки на дуге a_ci, рис. 17.5).

Таким образом, упругое скольжение ремня неизбежно в ременной передаче, оно возникает в результате разности натяжений

ведущей и ведомой ветвей. Упругое скольжение приводит к снижению скорости, следовательно, к потере части мощности, а также вызывает электризацию, нагревание и изнашивание ремня, сокращая его долговечность.

По мере роста силы F_t уменьшается дуга покоя α_πι, следовательно, уменьшается и запас сил трения. При значительной перегрузке дуга скольжения a_ci достигает дуги обхвата αι и ремень скользит по всей поверхности касания с ведущим шкивом, т. е. буксует. При буксовании ведомый шкив останавливается, к.п.д. передачи падает до нуля.